[發(fā)明專利]可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110102227.3
• 申請(qǐng)日: 2011-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN102221831A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張豐;陳釗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建省電力有限公司福州電業(yè)局;福州振源科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 福州展暉專利事務(wù)所 35201
• 代理人: 林天凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)，特別是一種可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著國家電網(wǎng)2010年智能電網(wǎng)概念的提出以及變電站無人值守的普及，傳統(tǒng)的變電站人工巡視方式已經(jīng)滿足不了變電站大集控發(fā)展的要求，作為集自動(dòng)化、機(jī)械、人工智能、計(jì)算機(jī)等高新尖端科技的機(jī)器巡檢系統(tǒng)巡視值守將是未來的主要發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種在無人值守的變電站對(duì)室內(nèi)、外高壓設(shè)備進(jìn)行巡檢，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的外部機(jī)械或電氣問題，為運(yùn)行人員提供事故隱患和故障先兆數(shù)據(jù)的可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)。

一種可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)，包括基站、移動(dòng)站、基站與移動(dòng)站之間利用無線網(wǎng)橋連接，所述的基站由上位機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，所述的移動(dòng)站包括移動(dòng)車體、安裝于車體上的激光傳感器、錄像攝像頭、云臺(tái)、機(jī)械臂、工控機(jī)，所述的移動(dòng)車體包括底盤，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于：所述的可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)還包括有定位攝像頭，所述的定位攝像頭安裝于移動(dòng)車體上錄像攝像頭的視頻死角處，定位攝像頭、錄像攝像頭，激光傳感器分別通過AD轉(zhuǎn)換裝置與工控機(jī)相連，工控機(jī)通過DA轉(zhuǎn)換裝置分別與底盤、云臺(tái)及機(jī)械臂相連，在上位機(jī)系統(tǒng)中安裝有可將激光傳感器實(shí)地掃描生成的文件轉(zhuǎn)化成更直觀明了的文件并可對(duì)生產(chǎn)的地圖文件進(jìn)行進(jìn)一步處理的地圖軟處理軟件。

可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)從變電站環(huán)境中讀取地圖環(huán)境、檢測環(huán)境、定位圖像等信息，通過AD轉(zhuǎn)換裝置傳送至可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)內(nèi)工控機(jī)，工控機(jī)通過計(jì)算分析得到可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器的實(shí)際位置，圖像信息判斷可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器是否到達(dá)預(yù)定位置，控制可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器的行進(jìn)。同時(shí)圖像、錄像信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送至主控端，供用戶進(jìn)行瀏覽、監(jiān)控。

可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)通過攜帶的視頻攝像頭進(jìn)行視頻圖像的采集，并將視頻數(shù)據(jù)經(jīng)無線網(wǎng)傳回基站，基站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測分析，檢測結(jié)果通過無線網(wǎng)發(fā)回云臺(tái)命令，對(duì)移動(dòng)站上的攝像頭進(jìn)行控制。對(duì)變電站可移動(dòng)式視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)視頻死區(qū)，采用安裝一定數(shù)量的固定攝像頭進(jìn)行彌補(bǔ)，共同完成對(duì)現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備的外觀檢查。

當(dāng)可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)出現(xiàn)在新的未知環(huán)境中時(shí)，通過自身攜帶的激光傳感器采集所處環(huán)境信息，對(duì)所獲取的環(huán)境信息進(jìn)行分析處理并建立環(huán)境模型和坐標(biāo)系統(tǒng)。

所述的地圖處理軟件為mapper3。

所述的可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)移動(dòng)站的位置和姿態(tài)的控制為在移動(dòng)站中設(shè)置多個(gè)傳感器，并利用傳感器融合技術(shù)來確定移動(dòng)站的位置與姿態(tài)。

將傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)集成到機(jī)器巡檢系統(tǒng)的定位系統(tǒng)中是機(jī)器巡檢系統(tǒng)位姿控制中的一個(gè)重要方向，利用多種傳感器感知數(shù)據(jù)的冗余性、互補(bǔ)性，通過信息融合可得到更全面、更可靠、更準(zhǔn)確的定位方法。

所述的可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)移動(dòng)站的位置的確定還包括綜合激光傳光器掃描到的周圍環(huán)境信息，將掃描信息與先驗(yàn)信息相匹配，從而得到移動(dòng)站的精確位置。

所述的可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)的圖像處理為采用尺度不變特征變換（SIFT）及匹配技術(shù)進(jìn)行圖像處理，并采用GPU并行計(jì)算技術(shù)。

采用尺度不變特征變換（SIFT）及匹配技術(shù)進(jìn)行圖像處理，能夠排除亮度、距離、視角等干擾因素，使得對(duì)圖像特征進(jìn)行提取的魯棒性和環(huán)境適應(yīng)性大大提高。同時(shí)采用GPU并行計(jì)算技術(shù)，能夠很好地解決SIFT變換計(jì)算量較大的問題。

所述的可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)采用粒子濾波與GPU并行計(jì)算相結(jié)合的定位方法來進(jìn)行路徑規(guī)劃。

采用粒子濾波與GPU并行計(jì)算相結(jié)合的定位方法，即解決了定位精度問題和避免陷入局部最優(yōu)問題，又同時(shí)通過并行計(jì)算達(dá)到了實(shí)時(shí)性要求，采用啟發(fā)式搜索算法進(jìn)行路徑規(guī)劃，在理論上確保搜索到最優(yōu)路徑的同時(shí)，大大優(yōu)化了計(jì)算量，使得路徑規(guī)劃能夠?qū)崟r(shí)求解。

所述的可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)的底盤為履帶式底盤。

選用履帶行走式底盤主要是基于它的驅(qū)動(dòng)力大（通常每條履帶的驅(qū)動(dòng)力可達(dá)機(jī)重的35%-45%），接比壓小（40-150kPa），因而越野性能及穩(wěn)定性好，爬坡能力大（一般為50%-80%，最大的可達(dá)100%），就像一道無限延長的軌道一樣，使移動(dòng)站機(jī)器巡檢系統(tǒng)能夠平穩(wěn)、迅速、安全地通過各種復(fù)雜路況。由于接地面積大，所以增大了機(jī)器巡檢系統(tǒng)移動(dòng)站在松軟、泥濘路面上的通過能力，降低了下陷量，且轉(zhuǎn)彎半徑小，靈活性好。

可移動(dòng)式遠(yuǎn)程遙控視覺機(jī)器巡檢系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置采用錐齒輪傳動(dòng)。