超高压输电线路巡检机器人越障控制问题的研究

给出了一种超高压输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现方法．根据机器人的作业任务,提出了基于传感器信息、约束信息以及动作反馈信息作为输入,产生式系统作为动作输出的越障控制方式．仿真结果表明此方法对于机器人的越障过程是有效的．     

一种输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现

介绍了一种超高压输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现方法．根据巡检作业任务的要求，采用遥控与局部自主相结合的控制模式实现巡检机器人沿线行走及跨越障碍．设计了巡检机器人有限状态机模型，实现了机器人遥控与局部自主控制的有机结合．采用基于激光传感器定位的方法实现了巡检机器人的自主越障控制．实验结果表明，该机器人可实现沿线行走及自主跨越障碍，从而验证了控制系统设计的有效性与合理性．     

一种输电线路巡检机器人越障规划方法

针对输电线路巡检机器人的局部自主与远程控制方式,提出了一种基于有限状态机的越障规划方法.将巡检机器人的越障运动过程分解成若干离散化的关键状态,建立了运动规划的有限状态机模型.采用一种基于模糊方法的产生式系统用于推理越障模式,并产生运动序列.仿真与现场实验验证了越障规划方法的正确性和有效性,该方法可应用于输电线路巡检机器人运动控制.     

基于规则库的巡线机器人自主越障动作规划

在电力线巡检机器人的控制系统中,采用分层规划的方式,利用产生式推理从行为规划的层次上进行在线规划,生成行为序列,然后将生成的行为序列与离线规划出的知识库相结合,生成自主越障的动作序列,实现机器人越障的自动控制．本文探讨了整个越障规划的控制过程和规划方法,并通过实验验证了动作规划的可行性．     

变电设备巡检机器人为保护国家输变电财产保驾护航

为了更好确保高压线路安全稳定运行,针对超高压输电线路障碍物类型及特点,中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室与锦州超高压局在国家科技部“863”计划、国家电网公司及东北电网公司的支持下,经过七年多的艰苦努力,共同研制开发了一种全新的双臂自主越障巡检机器人—“超高压输电线路巡检机器人”,不仅成功地减轻了送电职工“千里巡线”的劳动强度,降低高压输电的运行维护成本,提高了巡检作业的质量和科学管理技术水平,对于增强超高压企业生产自动化综合能力、创造更高的经济效益和社会效益都具有重要意义,真正的为输电线路和国家财产保驾护航。     

高压输电线路巡检机器人的专家控制系统

传统高压输电线路巡检机器人智能化程度低、作业不稳定。为此,提出一种基于规则的专家控制系统。给出系统的基本结构和知识库,利用VC++及CLIPS语言的混合编程方法设计推理机,对机器人进行运动规划,并建立规则库,将机器人运行过程中产生的事实与规则库中的规则匹配,以触发相应的动作。实验结果验证了该系统的有效性。     

基于RTK定位技术的输电线路无人机自主巡检方法

为了提高无人机在输电线路巡检作业中的定位精度,保障无人机按照预设巡检线路进行自主巡检,提出基于RTK定位技术的输电线路无人机自主巡检方法。采用基于RTK定位技术获取输电线路无人机的动态位置,基于无人机动力学模型识别无人机姿态信息,结合串级模糊PID控制器控制无人机的作业姿态按照巡检路线巡检,实现输电线路无人机自主巡检。实验结果表明,所提方法能高精度定位无人机位置,定位误差控制在1 cm之内,并且俯仰角都可在1 s内抵达理想值,可有效控制无人机准确按照预设巡检线路完成自主巡检,避障效果较好。     

基于GA-RBF和不变矩的高压瓷瓶裂缝识别

为了保证高压输电线路的正常运行,可以通过高压输电线路巡检机器人视觉系统完成高压输电线路的检测.通过CCD摄像头等硬件模拟机器人的视觉,完成对绝缘瓷瓶裂缝图像的采集,并通过滤除噪声、图像分割等预处理操作和形状特征,完成图像中裂缝的定位.对于聚焦放大后的裂缝图像提取不变矩等4个特征值,得出图像信息.最后利用遗传算法和RBF网络相结合的算法,实现对绝缘瓷瓶裂缝5种状态:横向、纵向、块状、网状、无裂缝的分类识别.通过仿真和实验比较表明,该算法可以有效、可靠地运用于绝缘瓷瓶裂缝类型识别研究中,并可方便地应用于其他领域.     

500kv超高压输电线路巡检机器人现场带电巡检试验成功

在国家“863”计划以及国电东北电网有限公司的支持下，中国科学院沈阳自动化研究所自主创新，研制出具有自主知识产权的超高压输电线路巡榆机器人，并于2006年4月12日与锦州超高压局合作开展了现场带电巡检试验，在其所管辖的500kv超高压输电线路（董辽二线）上成功地完成了沿线行走、跨越障碍以及巡检作业任务。     

自主越障巡线机器人控制系统设计

为了自主越障巡线机器人能够安全可靠地完成各项线上工作任务,将其控制系统整合划分为三个子系统：机载控制系统、远程上位机、实时视频传输系统,通过各子系统之间的通信、配合来提高系统整体的稳定性与可靠性。机载控制系统负责电机驱动、电源管理、传感器数据采集、接收与处理远程上位机指令等任务;远程上位机负责发送控制指令、接收并处理机载系统传回的信息(传感器数据、电机状态、机器人状态等);实时视频传输系统负责将机载相机采集的原始或处理后的视频、图像传回后台,以便于远程巡检、控制、故障排查等的使用。在完成了各子系统的设计与软硬件实现后,针对各子系统的各项功能在架空输电线路上进行了多项验证实验,验证了设计的自主越障巡线机器人控制系统的可靠性与稳定性。     

架空输电线路巡线机器人的视觉导航

巡线机器人沿相线行走时必须探测识别和定位各种障碍物,并根据障碍类型规划越障行为。针对220 kV架空输电线路的结构特点,利用视觉传感器,设计了基于结构约束的障碍识别算法,完成了障碍识别和分类。根据障碍物的结构特点,设计了一种自适应多窗口区域立体匹配算法,实现了障碍物的双目视觉定位。模拟线路实验结果表明,算法能可靠地从复杂背景中识别并定位出防振锤、悬垂线夹和耐张线夹等障碍物,满足了巡线机器人导航要求。     

高压巡线机器人穿越耐张杆塔的控制算法

通过对高压输电线路中耐张杆塔的电磁场进行理论和试验分析,根据电磁场的分布规律对导航电磁传感器的布置进行试验研究,提出了采用传感器补偿算法的控制对策。试验表明:采用传感器补偿算法的控制对策,巡线机器人自主穿越耐张杆塔障碍是可行的。     

高压巡线机器人电磁传感器导航方法

提出了一种采用电磁传感器为高压巡线机器人沿输电线路相线进行导航的方法。该方法根据相对值检测原理,通过合理布局的传感器测头阵列,将空间划分为不同的区域,根据传感器的输出,经过特定的算法,即可判断高压导线相对于机器人的空间位姿。实验室及实际线路带电运行实验表明:电磁传感器工作可靠,导航方法切实可行,稳定识别精度为10 mm,满足实际线路带电运行要求。     

基于结构约束的架空输电线路巡线机器人障碍识别

巡线机器人沿相线行走时必须探测识别各种障碍，并根据障碍类型规划越障行为．针对220 kV架空输电线路的结构特点，利用视觉传感器，设计了基于结构约束的障碍识别算法．算法利用图像的边缘信息，采用改进的基于存在概率图的圆/椭圆检测方法和分层决策机制，以减少自然环境中光线变化和机器人运动对识别质量的影响，满足了巡线机器人的实时越障要求．实验室模拟线路和实际线路实验结果表明，算法能可靠地识别出复杂背景中的防震锤、悬垂线夹和耐张线夹等障碍物．     

基于视觉伺服的输电线巡检机器人抓线控制

巡检机器人在自动越障时,需要完成机器人手臂的准确抓线控制。结合输电线的几何特征和摄像机成像原理,提出了一种基于单摄像机的立体视觉方法来确定输电线的位置和姿态。结合该定位方法及视觉伺服理论建立机械手抓线伺服控制模型。在自行研制的巡检机器人进行了视觉伺服抓线实验。实验结果验证了该方法的有效性。     

基于产生式系统和轨迹优化的巡线机器人控制

阐述了一种新型的基于产生式系统控制方法的高压输电线路自动巡线机器人的嵌入式控制系统及其实现.提出了一种基于人工控制规则库和分层规划的产生式系统的控制策略.该控制策略通过人工控制机器人的方法,建立相应的专家规则库,再采用分层规划的方式与手爪的自动微调相结合来实现机器人的自动行走.最后,通过最优算法并结合机器人各个关节伺服系统的运作特性,对机器人运动轨迹进行优化,实现了对巡线机器人的最优控制.