一种海底电缆故障检测机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种海底电缆故障检测机器人，包括机器人本体及故障诊断系统；机器人本体包括：定位导航装置，用于获取自身位置信息；电磁感应装置，用于获取海底电缆的电磁信号数据；图像采集模块，用于获取海底电缆的图像数据；故障诊断系统包括：处理器，用于判断海底电缆的电磁信号数据是否出现异常；故障分析模块，用于根据海底电缆的图像数据判断海底电缆是否出现故障，该机器人能够对海底电缆的故障进行高效、准确的检测。准确的检测。准确的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种海底电缆故障检测机器人


[0001]本专利技术属于海底电缆故障检测领域，涉及一种海底电缆故障检测机器人。

技术介绍

[0002]目前，随着我国对于海上风电及海上油田等海洋资源的不断开发，海上输电网络不断向沿海及其附近岛屿延伸，海底电缆的应用越来越广泛。由于国内沿海地区水下情况比较复杂，不同海域的水下地质条件差异很大，海底电缆在运行中容易受到自然环境和人类活动的破环，严重影响海上电网的稳定安全运行。
[0003]海底电缆远距离监测系统只能检测出海底电缆的大致位置，而不能对电缆故障发生位置进行精确定位，同时，由于人体机能及潜水设备的限制，海底电缆的维修人员很难下潜到较深的水底对海底电缆进行检测维修。而自主水下机器人(AUV，Autonomous Underwater Vehicle)具有能源独立，机动灵活，隐蔽性强等优点，拥有自主能源供给、信息感知、故障检测等功能，其作业范围和领域比人员潜水检测维修要大很多，可在远洋深海持续自主作业。但传统的AUV通常在传输视频画面和探测数据上比较模糊，很难进行高质量的传输，不能高效进行检测诊断作业。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种海底电缆故障检测机器人，该机器人能够对海底电缆的故障进行高效、准确的检测。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所述的海底电缆故障检测机器人包括机器人本体及故障诊断系统；
[0006]机器人本体包括：
[0007]定位导航装置，用于获取自身位置信息；
>[0008]电磁感应装置，用于获取海底电缆的电磁信号数据；
[0009]图像采集模块，用于获取海底电缆的图像数据；
[0010]故障诊断系统包括：
[0011]处理器，用于判断海底电缆的电磁信号数据是否出现异常；
[0012]故障分析模块，用于根据海底电缆的图像数据判断海底电缆是否出现故障。
[0013]还包括用于提供电能以及带动机器人本体运动的能源动力装置。
[0014]还包括安全检查装置，其中，安全检查装置包括用于对机器人本体进行检测的传感器以及用于对机器人本体进行自动维护以及处理海底电缆故障问题的机械臂。
[0015]图像采集模块包括用于提供照明的LED探照灯以及用于获取海底电缆的图像数据的水下高清摄像头。
[0016]故障诊断系统还包括：
[0017]采集存储模块，用于存储电磁感应装置采集到的电磁信号数据及图像采集模块获取到的海底电缆的图像数据，采集存储模块与故障分析模块相连接。
[0018]故障分析模块通过无线通讯装置与外界的远程控制中心相连接。
[0019]故障诊断系统还包括：
[0020]控制模块，用于接收来自外界的远程控制中心的指令，再根据所述指令控制机械臂进行海底电缆故障问题的清除。
[0021]故障分析模块基于BP神经网络训练的故障诊断模型判断海底电缆是否出现故障。
[0022]所述故障诊断模型利用基于粒子群算法优化的BP神经网络训练优化。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术所述的海底电缆故障检测机器人在具体操作时，处理器根据电磁感应装置采集到的海底电缆的电磁信号数据进行异常数据点的定位，并在该异常数据定位点处进行海底电缆的图像数据采集，以提高海底电缆故障诊断的效率，为精确地获取海底电缆的故障原因并进行后续诊断提供技术支持。
[0025]进一步，本专利技术利用基于BP神经网络训练的故障诊断模型判断海底电缆是否出现故障，诊断的准确性较高。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的电子设备示意图；
[0027]图2为本专利技术的海底电缆故障诊断方法实施流程图；
[0028]图3为本专利技术的粒子群算法优化的BP神经网络流程图。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0030]在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0031]本专利技术所述的海底电缆故障检测机器人包括机器人本体及故障诊断系统；所述机器人本体包括能源动力装置、定位导航装置、无线通讯装置、电磁感应装置、安全检查装置及图像采集装置；
[0032]所述能源动力装置包括锂电池，用于提供电能以及机器人本体运动时的推进动力；
[0033]所述定位导航装置包括GPS定位及深度仪，用于进行深度测量以及获取自身位置信息；
[0034]所述无线通讯装置，用于实现机器人本体与远程控制中心的信息数据传输；
[0035]所述电磁感应装置包括电磁仪，用于获取海底电缆的电磁信号数据；
[0036]所述安全检查装置包括传感器及机械臂，用于进行机器人本体的自检维护并处理海底电缆的故障问题；
[0037]所述图像采集模块包括水下高清摄像头及LED探照灯，用于进行水下图像的采集。
[0038]所述故障诊断系统包括处理器、采集存储模块、故障分析模块、驱动模块及控制模块，所述处理器分别与采集存储模块、故障分析模块、驱动模块及控制模块相连接；
[0039]所述采集存储模块用于存储电磁仪采集到的电磁信号数据及水下高清摄像头采集的图像数据；
[0040]所述故障分析模块用于根据水下高清摄像头采集的图像数据判断海底电缆是否出现故障，并将判断结果发送至无线通讯装置上传至远程控制中心；
[0041]所述控制模块用于接收来自远程控制中心的指令，再根据远程控制中心发送过来的指令控制机械臂进行海底电缆故障的清除。
[0042]所述电磁感应装置与处理器通信，用于对海底电缆的电磁信号进行处理，以分辨异常信号数据点，具体包括：
[0043]通过对若干个距离较近的电磁信号数据取平均值作为所在区域的电磁信号数据，实现数据的初步降噪，针对初步降噪后的数据，选择无故障时的平稳数据作为基准数据，然后使用每一次测得区域的数据减去基准数据，得到(均值方差)归一化后的数据；对该归一化后的数据基于NLMS算法进行数据的滤波，通过与正常数据对比，当两者之间的差值超过预设值，则视为异常数据点，并进行定位，定位完成后，即可通过能源动力装置带动机器人本体移动到异本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海底电缆故障检测机器人，其特征在于，包括机器人本体及故障诊断系统；机器人本体包括：定位导航装置，用于获取自身位置信息；电磁感应装置，用于获取海底电缆的电磁信号数据；图像采集模块，用于获取海底电缆的图像数据；故障诊断系统包括：处理器，用于判断海底电缆的电磁信号数据是否出现异常；故障分析模块，用于根据海底电缆的图像数据判断海底电缆是否出现故障。2.根据权利要求1所述的海底电缆故障检测机器人，其特征在于，还包括用于提供电能以及带动机器人本体运动的能源动力装置。3.根据权利要求1所述的海底电缆故障检测机器人，其特征在于，还包括安全检查装置，其中，安全检查装置包括用于对机器人本体进行检测的传感器以及用于对机器人本体进行自动维护以及处理海底电缆故障问题的机械臂。4.根据权利要求1所述的海底电缆故障检测机器人，其特征在于，图像采集模块包括用于提供照明的LED探照灯以及用于获取海底电缆的图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳东，赵勇，王团结，谢小军，王新，李铭志，李阳，宋江保，谢铁兵，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：