基于机器视觉技术的变电站巡检机器人自动导航系统

该文设计基于机器视觉技术的变电站巡检机器人自动导航系统,有效规划巡检机器人巡检路径,实现巡检机器人自动导航。该系统利用以PIC16F73为单片机的核心控制器,通过机器视觉采集模块采集变电站巡检设备和路线图像,经过图像处理模块分割、去噪处理后,由无线传输模块传输至巡检导航模块,结合栅格法和蚁群算法得出变电站巡检机器人路线规划最优路线;利用PID控制器控制巡检机器人按照规划路线行驶,实现变电站巡检机器人自动导航。实验结果表明,该系统无线通信性能好、覆盖范围广,可准确采集变电站巡检设备和路线图像并精准实现巡检机器人定位,能够有效规划巡检路线,实现巡检机器人自动导航。     

基于ROS的变电站室内巡检机器人的研究与设计

为了解决变电站室内人工巡检方式效率低、人工成本高、巡检精度低等问题,更好的促进数字化、智能化电网的发展,本文设计了一套适用于变电站室内巡检作业的机器人系统,该机器人系统包含巡检机器人终端、巡检专网、数据库、远程管理终端四部分,同时对机器人室内定位算法进行了研究,设计了机器人硬件结构,开发了机器人的控制系统,并对机器人的定位准确性、可靠性、安全性进行了模拟仿真实验和现场运行实验。实验结果显示：本文设计的巡检机器人可以很好的适应变电站室内环境,并且该机器人可以实现精确的定位与导航,对变电站室内设备运行情况进行精确巡检与故障预警,满足变电站室内巡检作业要求。最后对本次研究工作进行了总结,提出了下一步研究计划。     

变电站指针式仪表自动读数系统设计

针对变电站指针式仪表人工抄表存在易受工作人员主观因素影响,常发生漏检、误检,存在工作环境辐射危害大等问题,设计一种由巡检机器人和图像处理技术组成的变电站指针式仪表自动读数系统。该系统以STM32芯片为核心,由工字电磁传感器、双自由度云台、高清变倍相机以及ESP8266等组成的巡检机器人,能精确定位在仪表前对仪表图像进行采集并传回计算机终端。由计算机终端通过改进的区域卷积神经网络（Faster Region Convolutional Neural Networks,Faster R-CNN）目标检测算法提取出仪表盘高清图像,去除冗余信息后经霍夫变换检测出指针中心线位置,得出仪表读数。     

基于机器人视频监控的变电站多维巡检技术研究

由于传统方法无法实现协同巡检的视频信息智能采集,采集视频图像的模糊度辨识特征量不高,提出了基于机器人和视频监控的变电站多维立体协同巡检技术。利用机器人智能采集变电站巡检的视频信息,对其信息进行边缘轮廓特征检测;在视频图像中提取模糊度辨识特征量,结合空间区域融合滤波跟随识别技术实现视频监控识别;构建可靠性视觉识别模型,实现变电站多维立体协同巡检。仿真结果表明,巡检图像输出准确率达到92%以上,变电站的视觉故障跟踪识别能力较好。     

变电站远程智能巡检系统研究与应用

基于传统变电站人工巡检的方式容易造成巡检不及时、漏检、故障判定不准、现场环境对人员安全性带来潜在危险等问题,通过融合监控技术、通信技术、信息处理技术,建立变电站远程智能巡检系统。这可以实现对各类输变电设备的实时感知、远程监控、智能巡检。系统采用浏览器/服务器(B/S)三层网络分布式结构,划分为应用端、网络通信端、服务端。通过布设的仪器仪表、监测设备进行终端数据采集。基于RS-232、RS-485标准接口,以及无线传输和以太网相结合传输方式,进行子站和检测装置间数据和图像信息传输,采用SQL数据库和Web服务器实现对不同数据类型的存储和访问。通过将该系统应用于实际变电站的远程巡检工作中,表明该系统有限实现了变电站远程图数采集和联动、远程智能巡检,能及时对故障设备发出预警,并有效处理设备缺陷。     

阀厅智能巡检机器人运动控制系统

为使阀厅智能巡检机器人具备更灵活的控制策略与更高的运动控制精度,设计一种其专用的运动控制系统。系统由运动控制器模块、信息存储模块、运动控制软件模块、速度计算软件模块、路径规划软件模块构成。其中运动控制器模块由电源单元、报警功能单元、A/D转化单元、串口通信单元以及单片机单元构成。信息存储模块由RAM单元和ROM单元构成,共设计2个ROM单元与3个RAM单元。运动控制软件模块通过运动控制软件控制机器人的运行方式。速度计算软件模块主要通过编码器的GetSpeed-100umPerSecond函数计算机器人当前左右轮速度。路径规划软件模块主要使用蝙蝠算法对阀厅智能巡检机器人的运动控制实施路径规划。对系统的多种功能进行测试。测试结果表明,系统避障能力较强,拥有良好的路径规划功能;定位误差较小,具有良好的定位功能;运动轨迹偏差较小,运动控制功能较好。证明系统能够应用于设计目的且能够实现出色的运动控制,对于变电站智能巡检在各地的推广有一定意义。     

基于人工智能技术的变电站联合巡检系统应用研究

联合巡检技术是人工智能在变电站中的一种重要应用,对于推动变电站的智慧化发展具有关键作用。国网温州供电公司引入基于人工智能的联合巡检等先进技术对某变电站进行智慧化改造。本文首先介绍了该变电站基于人工智能的联合巡检系统的整体架构和关键技术。其次,总结了该系统的功能应用,包括视频监控技术、机器人巡检技术、智能联动技术、红外测温技术、图像识别技术、三维实景建模、一键顺控技术和专家系统等典型应用成果。然后,对变电站的智慧运维进行了初步探讨。最后,对该变电站的应用案例进行了运行效果分析。结果显示该系统初步实现了机器替代人工,有效提高了变电安全生产效率。     

变电站巡检机器人预设性能反步自抗扰控制

为提升机器人在变电站巡检过程中在干扰情况下的控制效果，研究变电站巡检机器人预设性能反步自抗扰控制方法。该方法以机器人运动模型为基础，利用扩张状态观测器估计机器人运动状态后，确定巡检机器人的运动控制律；同时，完成预设性能函数和误差转换，获取转换后的无约束误差；在此基础上，将其和确定的控制律相结合，构建机器人速度和方位角的反步自抗扰控制器，完成机器人预设性能反步自抗扰控制。测试结果显示，该方法可精准估计机器人在滑动情况下产生的总扰动量，机器人的速度控制结果均在30 m/s～32 m/s范围内，方向角的控制结果均在15°～40°之间，有效控制机器人的力矩震荡现象，机器人在3个方向上的运动误差控制结果均在（-10 cm,10 cm）范围内，能够精准控制机器人按照预设巡检路径完成变电站巡检。     

变电站应用智能机器视觉的探索

为了应对变电站智能化的趋势,使用机器视觉检测技术对现有变电站进行智能化改造与升级。使用数字无线摄像头、机器人移动平台、WIFI数据链网络、高性能工业计算机和手持个人终端,组成了变电站的智能监控系统。该系统能够实现防走错间隔、接地线统一管理、巡视机器人引导等功能。     

基于高斯投影的变电站巡检机器人定位建图技术

保障变电站的安全是电力供应的关键要素,因此变电站的巡检工作是不可或缺的。目前,采用机器人进行自动化巡检是变电站巡检领域的重要趋势。获得变电站的平面地图是实现变电站自动化巡检的关键。目前传统的定位建图方案,如同步定位与建图（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）、离线全球定位系统（Global Positioning System,GPS）定位等,往往存在特征识别困难、建图时间过长或者地图所需存储空间过大等缺点。基于此,提出了一种基于高斯投影的变电站巡检机器人定位建图技术。采集完工作区域内外边界和障碍区域的边界点后,通过高斯投影,将采集到的地理位置坐标转换为平面直角坐标,并通过射线法实现平面栅格地图的建立。再根据已有的栅格地图信息和实时接收的机器人当前位置信息实现定位功能。实验验证了该定位建图技术的可行性,该方法可极大地提升建图速度,减少地图所需的存储空间,建立的地图可用于巡检机器人后续的路径规划和导航。     

变电站巡检机器人控制系统设计

本文针对变电站设备巡检工作的实际情况,提出了一种基于嵌入式Linux操作系统的巡检机器人控制系统的软件体系结构;完成了在PC104硬件模块上的机器人控制系统的设计,介绍了本嵌入式系统软件的总体流程;给出了PMAC运动控制卡驱动程序的实现过程.现场运行试验表明,该控制系统可以真正形成全监控方式,可以大大提高变电站设备运行的安全性、可靠性和实时性.     

基于无线通信网络技术的机器人巡检远程监控系统

该文提出一种基于无线通信网络技术的机器人巡检远程监控系统,监控输电线路故障。系统的硬件设计包括主控模块设计、无线通信网络设计、驱动器接口电路设计、远程监控模块设计;系统软件设计主要是在远程监控模块利用增量式PID控制算法控制机器人巡检驱动,实现机器人巡检远程监控。实验结果表明,该系统可控制巡检机器人巡检输电线路、监测输电线路故障状态,可监测不同风速下线路风偏角变化情况,且该系统具备较好的信息传输能力和运行可靠性。     

面向配电室智能监测的传感器巡检机器人设计

开发了一种用于配电室危险环境下的多元传感器移动巡检机器人。设计了满足配电室环境的机器人结构,使得巡检机器人具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便等特点。通过运动学分析,研究了机器人的差动能力和爬升能力。运用PTZ摄像机和控制系统将采集的图像和传感器数据传输通过IEEE 802.11b/g传输到智能维护中心（IMC）。实验结果表明,该机器人能够在配电室内顺利移动,并能有效地对配电室环境进行智能监测。     

基于Android平台的变电站智能巡检系统

针对目前人工抄写变电站巡检信息效率低下、可靠性不高和采集到的数据不易于统计和分析的问题,依据国家电网公司的相关标准及规范,以广泛使用的Android平板电脑为载体,利用无线通讯技术、XML解析技术和二维码扫描技术等先进技术开发了基于Android 平台的变电站智能巡检系统;论述了系统的总体结构设计和功能设计,详细阐述了各模块的功能,给出了实现各模块的功能使用到的关键技术;据此完成了变电站智能巡检系统的编码,变电站智能巡检系统具有完整的巡检功能,运行稳定可靠,实现了智能移动巡检,对提高变电站巡检质量,保障电力设施的安全性和供电可靠性有促进作用;该系统已在四川省绵阳市电网试点应用,验证了系统的实用性和可靠性。     

基于STM32的变电站智能巡检小车

为提高变电站工作人员日常巡检设备的效率,文中设计了一种基于STM32的变电站智能巡检小车。所设计的变电站智能巡检小车利用工业级CCD摄像头采集变电站的环境信息,通过STM32核心控制板处理环境信息,并生成变电站巡检地图。根据变电站地图中RFID写入巡检点的位置和当前巡检点需要执行的温度采集、图像采集等任务,完成变电站设备巡检。智能巡检小车接到变电站下发的设备巡检任务后,结合RFID射频技术检索巡检点和执行巡检任务,搜索一条从起始点到终止点的路径,完成变电站的设备巡检。巡检结果由无线模块更新至巡检数据平台,供变电站设备巡检人员实时查看设备状态信息。     

基于Android的变电站巡检机器人辅助配置系统

变电站巡检机器人在投运前需要进行变电站的巡检模型配置,而现有的配置流程存在不足之处,针对这些不足设计并实现了一种基于Android的变电站巡检机器人辅助配置系统。阐述了该辅助配置系统的总体结构,介绍了Android应用程序的实现,论述了辅助配置流程。测试结果表明,该辅助配置系统提高了工程服务人员在现场的配置效率,降低了配置工作的强度,延长了单次配置的时间。     

基于机器视觉的电力巡检机器人自动化系统设计

为实现巡检中更低的误检率,设计一种基于机器视觉的电力巡检机器人自动化系统。利用远距离激光雷达配合多种设备,实现机器人的定位导航。根据图像预处理模块能够实现巡检图像的色彩分割、降噪滤波等处理。总控平台模块主要由六部分构成,分别为图像识别单元、核心服务单元等。通过硬件与软件相结合实现机器人的电力巡检功能。实验结果表明,设计的机器人运动指标良好,能够实现高效变电站巡检,同时系统的巡检导航性能良好,巡检误检率较低,说明系统满足设计需求。     

基于改进深度学习的变电站机器人巡检路径规划研究

随着智能电网的不断发展,变电站数量随之增加。针对变电站中巡检任务繁重以及人工巡检可视化水平低的问题,该文提出了一种基于改进深度强化学习的变电站机器人巡检路径规划方法。结合巡检机器人的运动模型,设计深度强化学习的动作和状态空间。将深度强化学习网络与人工势场相结合,重新构造深度强化学习的奖励函数,优化卷积神经网络结构。通过实际变电站场景进行验证,提出的改进深度强化学习算法较传统算法计算时间更短,效率更高,更有利于对变电站巡检机器人的巡检路径进行精准规划,提升变电站的自动化程度水平。     

基于特征深度融合的变电站巡检机器人障碍自动化检测算法

以全部目标跟踪为计算量，无法支撑变电站实时数据变化，巡检机器人障碍检测结果存在偏差，只能预估出障碍的大体位置。该文采用双目深度估计的基本思路，生成变电站巡检机器人检测策略，匹配变电站的实时运行数据；按照决策边界定义数据最大处理边缘，划分巡检机器人行进路线中障碍特征；基于特征深度融合技术构建检测模型，对变电站巡检机器人的障碍目标进行定位；通过卡尔曼滤波计算障碍目标中心，完成巡检机器人的障碍自动化检测。以变电站内较狭窄空间为测试环境，在巡检机器人行进路线中，连续设定8个障碍点，进行测试，结果显示，该方法可以检测出全部障碍点，且位置参数匹配成功，横轴与纵轴位置误差在1 mm左右，但两组传统算法会存在障碍点未被检测到的情况，且位置匹配误差超过10 mm。     

基于物联网的变电站安全作业系统

为加强对变电站巡检工作的规范性和安全性的监督,设计了基于物联网技术的变电站安全作业系统,主要给出了现场采集系统中的设备选择方案、安装注意事项、所用的定位算法及具体实施方案.系统定位工作人员的当前所处区域,对其所处位置、巡视路线进行跟踪,对误入工区、漏巡等行为进行监测和管理.