[發明專利]一種基于激光傳感器陣列的絕緣子檢測定位方法

在審

• 申請號: 202110377258.3
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113009416A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 陳昊;施濤;鄭鑫;王偉亮;丁毅;楊曉帆;孫小磊;高丙團;徐偉倫;張兆君
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司檢修分公司
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;G06F17/15
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識產權代理事務所(普通合伙) 32264
• 代理人: 陳臣

本發明公開了一種基于激光傳感器陣列的絕緣子檢測定位方法，激光傳感器陣列由五個水平安裝且朝向相同的激光傳感器組成，其中一個位于“十”字形剛體軸中心處，另外四個兩兩呈中心對稱分布在“十”字形剛體軸的豎直剛體軸和水平剛體軸上。方法包括：基于豎直柱狀絕緣子傘裙半徑的周期性特征對絕緣子實現初步定位；基于絕緣子傘裙的周期性和波動性特征實現絕緣子鑒別并定位其絕緣子傘裙半徑極大值點；基于絕緣子傘裙橫截面是圓形的特征實現絕緣子中心位置的定位。本發明基于激光傳感器陣列數據，實現了絕緣子空間位置的檢測定位，數據處理量小，有效排除了復雜環境對絕緣子清掃工作的影響，具有良好的泛用性，適用于各式柱狀絕緣子。

技術領域

本發明涉及一種基于激光傳感器陣列的絕緣子檢測定位方法，屬于電力系統運維領域。

背景技術

絕緣子在電力系統和電氣設備中應用十分廣泛，按照絕緣和連接形式的不同，絕緣子可分為狹義絕緣子、瓷套和套管。絕緣子清掃是變電站運維工作的重要一環。瓷套作為絕緣子的一種，是高壓電氣設備的外絕緣部件，保持其清潔狀態尤為重要。傳統的絕緣子清掃方式有人工登高清掃和人工地面清掃刷清掃兩種，人工除污方式普遍存在著清洗效率低、難度大、除污質量對人員的依賴性大，清洗質量一致性不高，工作人員安全難以得到保障等缺點。因此在未來，使用機器人進行清掃的方式將變得愈加需要，其可以很好的適應變電站現場復雜的環境，極大的提升絕緣子清掃裝置的自動化水平，有利于后續智能運檢的推進和發展。

絕緣子清掃機器人在清掃過程中對絕緣子進行檢測定位時，由于絕緣子分布場景復雜，使得機器視覺運算量過大，現有清掃機器人不能滿足其運算要求，而且在清掃中還需要嚴格把握距離，導致機器人不能實現對絕緣子的快速檢測定位。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種基于激光傳感器陣列的絕緣子檢測定位方法，以解決現有絕緣子清掃機器人由于絕緣子所處物理、電磁環境復雜，機器視覺運算量過大，導致不能實現對絕緣子快速檢測定位的問題。

技術方案：本發明提供一種基于激光傳感器陣列的絕緣子檢測定位方法，其特征在于，所述激光傳感器陣列安裝于“十”字形剛體軸上且隨“十”字形剛體軸的移動而變化，所述激光傳感器陣列由五個水平安裝且朝向相同的激光傳感器組成，其中一個位于“十”字形剛體軸中心處，另外四個兩兩呈中心對稱分布在“十”字形剛體軸的豎直剛體軸和水平剛體軸上，豎直分布的兩個激光傳感器與中心處激光傳感器的高度差為絕緣子相鄰最大半徑傘裙間距的整數倍，水平分布的兩個激光傳感器與中心處激光傳感器的距離小于絕緣子最小半徑，所述方法包括：

基于豎直分布的兩個激光傳感器和中心處激光傳感器，檢測待測物體側面是否具有豎直柱狀絕緣子傘裙半徑的周期性特征，根據檢測結果對絕緣子進行初步定位；

基于豎直分布的兩個激光傳感器和中心處激光傳感器，對初步定位的物體檢測其側面是否同時具有絕緣子傘裙的周期性和波動性特征，根據檢測結果判斷是否為絕緣子，并在判定為絕緣子后定位絕緣子傘裙半徑極大值點對應的高度；

基于水平分布的兩個激光傳感器，并根據絕緣子傘裙水平橫截面的圓形特征，調整激光傳感器陣列朝向，以使其對準絕緣子豎直中心軸。

進一步地，將中心處激光傳感器記為1號傳感器，豎直分布的兩個激光傳感器分別記為2號、3號傳感器，所述初步定位具體包括以下步驟：

使激光傳感器陣列原地轉向，并讀取1、2、3號傳感器的測距結果，若測距結果滿足如下約束條件，則初步認為檢測到了絕緣子：

std({d_i|i＝1,2,3})＜α

式中：d_i表示第i個激光傳感器的測距結果，α為初步檢測判定閾值，std(·)表示求標準差。

進一步地，對初步定位的物體檢測是否具有絕緣子傘裙的波動性特征具體包括以下步驟：