CN106681333A - 一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供一种提高变电站巡检机器人稳定性方法及系统，包括步骤：机器人采用多种导航定位技术按照预定路线进行巡检，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行；机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施；监测机器人与控制中心的网络连接情况，若检测到网络中断，机器人停止运行。本发明能够提高变电站巡检机器人稳定性。

Description

一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种机器人技术领域，特别是涉及一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法及系统。

背景技术

传统的变电站巡检工作主要由工作人员来完成，但对于无人值守或少人值守的变电站，巡检工作是一件非常困难的工作，尤其对偏远地区的变电站，需要耗费大量的人力和时间；其次，由于变电站多为高压、高辐射设备，人工巡检具有很大的危险性；同时对于无人值守或少人值守的变电站，当变电站故障时的应急指挥调度难度也非常大。因此运用机器人在一定程度上代替人工对变电站实行自动巡检成为变电站巡检的发展趋势。

为了更好的实现偏远地区和无人值守变电站的安全、可靠地巡检，本申请人设计了一种巡检机器人应用系统，通过无线网络对机器人实现遥控巡检。系统通过定位系统对机器人准确导航、定位，采集电气设备的工作状态，即时向控制中心返回设备状态和机器人本体工作状态。中心通过无线网络对机器人实施监控，对返回的数据进行处理，即时发现电气设备故障，从而达到可靠的巡检。

然而,巡检机器人在行走过程中可能出现无法检测到磁条、标签时会与行走路线产生较大偏差，超出了系统的控制范围的情况,同时机器人携带的设备可能出现故障；网络可能会出现中断等情况,这种巡检机器人可靠性存在隐患。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高变电站巡检机器人稳定性的方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供一种提高变电站巡检机器人系统稳定性方法，包括步骤：

机器人采用多种导航定位技术按照预定路线进行巡检，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行；

机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施；

监测机器人与控制中心的网络连接情况，若检测到网络中断，机器人停止运行。

进一步的，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：机器人在按照预定路线进行巡检的过程中，若出现路线偏差，可以进行校正。

通过校正路线偏差可以使得机器人及时的回到正确的巡检路线上，确保机器人能够正常的进行巡检工作。

进一步的，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：机器人在巡检过程中，能够读取监测点的标识信息，从而使得机器人能够对监测点进行检测。

进一步的，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：机器人停止运行的方式包括机器人自行停止运行和通过控制中心控制机器人停止运行。

通过多种机器人停止的方式，确保机器人在偏离路线的情况下不会失控，机器人本身在确认偏离路线后可以自行停止，或者再机器人已经失控的情况下，通过控制中心控制机器人停止，这样能进一步的确保机器人不会破坏电力设备造成损害。

进一步的，所述机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施步骤中：机器人的处理器对本身硬件进行检测，包括磁场感器的检测、RFID读写器的检测。

通过检测自身获取巡检设备的硬件运行情况，确保机器人巡检过程当中获取的数据的准确性。

进一步的，所述机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施步骤中：根据检测到的故障，故障报警系统会根据不同的故障类别给出报警提示信息。

通过检测到的不同的故障类型，给出不同的故障报警提示信息，能够使得控制中心能够根据报警提示信息而确认相应的解决方案，从而提高机器人出现故障时，及时处理故障的能力，保证巡检机器人能够更加稳定持续的进行巡检工作。

进一步的，所述监测机器人与控制中心的网络连接情况，若检测到网络中断，机器人停止运行步骤中：机器人配置网络检测模块，网络检测模块检测机器人的网络连接情况。

进一步的，机器人与控制中心之间采用高可靠性、高传输带宽的网络设备。

采用高可靠性、高传输带宽的网络设备，一方面保证了机器人和控制中心之间的通讯畅通，另一方面可以使得巡检机器人传输到控制中心的数据更加快速和流畅，使得机器人巡检稳定性更好。

进一步的，还包括如下步骤：根据机器人获取的巡检数据，通过人机界面显示，更加直观的了解机器人巡检状况。

通过人机界面显示机器人获取机器人获取的巡检数据，这样可以将巡检数据呈现给监控人员观察，及时的判断机器人是否正常运行。

本发明的有益效果是：机器人采用多种导航定位技术相融合，使得机器人在按照预定的路线进行巡检，使得机器人在巡检路线上不会出现大的偏差，从而出现失控的情况，同时如果机器人偏离了预定的巡检路线，机器人停止运行，避免出现机器人脱离失控破坏巡检系统的情况；

同时，机器人在运行过程中不断检测自身硬件设备的运行状况。一旦出现故障，机器人的故障处理程序会采取相应的处理措施，必要时可以让机器人停止工作，这样可以避免机器人出现失控的情况下对自身和电力设备造成损害；

最后，通过监测机器人的网络连接情况，确保机器人与控制中心网络连接通畅，这样使得机器人通过巡检获取的数据能够及时、流畅的输送到控制中心，同时，若检测到网路中断，机器人停止运行，减少了因为控制中心与机器人失去联系而导致机器人失控，这样可以避免机器人出现失控的情况下对电力设备造成损害。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本发明的附图仅做示意，不用于限制本发明的范围，符合本发明点的方案均在本发明的范围之内。

参见图1，本发明提高一种提高变电站巡检机器人系统稳定性方法，包括步骤：

机器人采用多种导航定位技术按照预定路线进行巡检，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行；

机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施；

监测机器人与控制中心的网络连接情况，若检测到网络中断，机器人停止运行。

本发明的有益效果是：机器人采用多种导航定位技术相融合，使得机器人在按照预定的路线进行巡检，使得机器人在巡检路线上不会出现大的偏差，从而出现失控的情况，同时如果机器人偏离了预定的巡检路线，机器人停止运行，避免出现机器人脱离失控破坏巡检系统的情况；同时，机器人在运行过程中不断检测自身硬件设备的运行状况。一旦出现故障，机器人的故障处理程序会采取相应的处理措施，必要时可以让机器人停止工作，这样可以避免机器人出现失控的情况下对自身和电力设备造成损害；最后，通过监测机器人的网络连接情况，确保机器人与控制中心网络连接通畅，这样使得机器人通过巡检获取的数据能够及时、流畅的输送到控制中心，同时，若检测到网路中断，机器人停止运行，减少了因为控制中心与机器人失去联系而导致机器人失控，这样可以避免机器人出现失控的情况下对电力设备造成损害。

其中，机器人采用多种导航定位技术，机器人导航系统由超声波传感器、磁传感器以及配套的控制系统组成。为了使机器人能够沿着指定路线进行巡检，需要在机器人的巡检线路上铺设磁条和RFID标签。机器人通过数据采集设备采集相关数据，控制中心根据设备采集的数据对机器人的运动姿态进行调整，为保证机器人正确地沿着指定路线行走提供了保证。

为了使机器人完成对设备的检测任务，机器人通过其携带的RFID读写器读取地面上的RFID标签。RFID标签用于标识设备监测点。RFID读写器一旦读到标签数据，机器人就停止运行并开始监测工作。

具体的，基于RFID设备导航，在巡检线路上安装RFID标签。在转弯的地方放置RFID标签以提供转弯信息。在待检设备前设置RFID标签提供定点信息，在RFID标签中写入定位信息和转弯方向信息。在机器人安装RFID读写器，机器人靠近RFID标签时读取标签信息，从而判定行走的里程和行进的方向

更具体的，基于磁传感器导航，在变电站指定的巡检路线上每隔一定间隔铺设磁条。在机器人前端和后端各安装磁传感器。磁传感器之间间隔一定的距离，当机器人在磁条上行走时，磁传感器检测磁条的磁场，根据感应到磁场的磁传感器的位置计算出车体的偏差，控制程序调用校正算法进行车体位置的校正。

其中，预定路线的规划包括采用的方法是，获取电力设备位置信息，在电力设备检测点处采用RFID标签进行定位，将RFID检测点与检测设备对应起来。机器人在进行设备检测时，会根据RFID标签位置进行定位，通过读取标签信息，与数据库中存储的设备信息联系起来，在指定时间内完成对多个电力设备的自动检测。若没有对巡检设备进行路径规划，则默认为检测所有的电力设备。

具体的巡检机器人检测店里设备的方法是，机器人包括若干传感器，如超声波、磁传感器等。这些传感器能够在允许的精度范围内采集相应的数据，这些数据用于导航决策或者上传至控制中心，工作人员通过对这些数据的监控了解机器人和电气设备的运行状况。

本实施例优先的方案，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：机器人在按照预定路线进行巡检的过程中，若出现路线偏差，可以进行校正。通过校正路线偏差可以使得机器人及时的回到正确的巡检路线上，确保机器人能够正常的进行巡检工作。

具体的，机器人对路线进行校正的方法是，采用内环为主，外环为辅的控制方式：内环控制小车直线移动，外环校正小车的前进方向。

内环控制，根据机器人两轮的速度差，通过PID运算，校正两轮速度，保证小车直线行走。如果出现偏差，机器人的控制程序计算出偏离的角度和偏移距离，从而调整机器人两驱动轮电机的转速，调整轮子的转向和机器人前进速度，尽量避免机器人按蛇形路径前进

外环控制，环控制主要是前进方向的校正。如果出现偏差，控制程序计算出控制量，根据机器人传感器检测的小车的偏离角度，确定小车的转向。偏离角度可以做用来预测小车的运动趋势，当小车偏离角度与偏离距离同号，小车向相反方向转动；当二者异号，小车先不做偏转运动，等运行一段时间再判断。确定小车转向后再根据控制量，给控制器相应端口送电压，从而调整机器人两驱动轮电机的转速和轮子的转向，从而校正小车的前进方向。

本实施例优先的方案，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：机器人在巡检过程中，能够读取监测点的标识信息，从而使得机器人能够对监测点进行检测。

本实施例优先的方案，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：机器人停止运行的方式包括机器人自行停止运行和通过控制中心控制机器人停止运行。通过多种机器人停止的方式，确保机器人在偏离路线的情况下不会失控，机器人本身在确认偏离路线后可以自行停止，或者再机器人已经失控的情况下，通过控制中心控制机器人停止，这样能进一步的确保机器人不会破坏电力设备造成损害。

本实施例优先的方案,所述机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施步骤中：机器人的处理器对本身硬件进行检测，包括磁场感器的检测、RFID读写器的检测。通过检测自身获取巡检设备的硬件运行情况，确保机器人巡检过程当中获取的数据的准确性。

本实施例优先的方案，所述机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施步骤中：根据检测到的故障，故障报警系统会根据不同的故障类别给出报警提示信息。通过检测到的不同的故障类型，给出不同的故障报警提示信息，能够使得控制中心能够根据报警提示信息而确认相应的解决方案，从而提高机器人出现故障时，及时处理故障的能力，保证巡检机器人能够更加稳定持续的进行巡检工作。

本实施例优先的方案，所述监测机器人与控制中心的网络连接情况，若检测到网络中断，机器人停止运行步骤中：机器人配置网络检测模块，网络检测模块检测机器人的网络连接情况。

具体的，控制设备对机器人进行远程控制。机器人接收来自控制中心的控制指令并对指令进行分析、判断，将接收到的指令信息转化为电信号发送至机器人控制器。机器人接收控制中心发来的对检测设备的控制指令，包括对云台、摄像仪的焦距、红外热像仪菜单等控制信息，检测设备的控制器将接收到的指令转换为电信号以控制检测。

本实施例优先的方案，，机器人与控制中心之间采用高可靠性、高传输带宽的网络设备。采用高可靠性、高传输带宽的网络设备，一方面保证了机器人和控制中心之间的通讯畅通，另一方面可以使得巡检机器人传输到控制中心的数据更加快速和流畅，使得机器人巡检稳定性更好。

具体的，本方法中机器人采用的网络是美国Axelwave公司的无线网络设备。该无线网络能够提供较高的传输带宽和稳定的传输质量，满足了机器人对视频数据的传输要求。机器人所回传的视频图像和红外图像质量清晰。在设备以及房屋阻挡的情况下很少出现画面“卡壳”的现象，所产生的时间延迟在可以接受的范围之内。

本实施例优先的方案，一种提高变电站迅捷机器人稳定性的方法还包括如下步骤：根据机器人获取的巡检数据，通过人机界面显示，更加直观的了解机器人巡检状况。通过人机界面显示机器人获取机器人获取的巡检数据，这样可以将巡检数据呈现给监控人员观察，及时的判断机器人是否正常运行。

具体的，机器人通过无线网络将自身所处的位置、行走路线、正在进行的工作等状态信息回传至控制中心软件，经过处理后在电子地图上展现给工作人员。这使得工作人员以非常直观的方式了解现场的情况，也使得人机界面十分友好。

机器人状态显示是在利用GIS(地理信息系统)技术的基础上，通过图形的方式实时展现机器人行走路径、机器人运行状态、设备定位位置以及实施路径规划等。在地理信息系统开发软件和计算机硬件的支持下，将实际的地理空间信息与计算机虚拟的图形界面关联起来，实现对机器人状态的远程监控。

本方法确保机器人的可靠性。一旦发生故障，例如网络中断，传感器故障等，机器人就会向控制中心发出报警信号，同时会启动故障处理程序对故障采取应急处理，比如让机器人停止运行。这样不仅可以保护变电站内的电气设备，而且还可以保护机器人本体不受损坏。

作为本发明的另一个实施例为采用提供使用上述方法提供巡检机器人稳定性的系统。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中,包括步骤：

机器人采用多种导航定位技术按照预定路线进行巡检，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行；

机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施；

监测机器人与控制中心的网络连接情况，若检测到网络中断，机器人停止运行。

2.根据权利要求1所述的一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：

机器人在按照预定路线进行巡检的过程中，若出现路线偏差，可以进行校正。

3.根据权利要求1或2任一所述的一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：

机器人在巡检过程中，能够读取监测点的标识信息，从而使得机器人能够对监测点进行检测。

4.根据权利要求1所述的一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中，所述机器人采用多种导航定位技术按照预定路线运行，若机器人偏离预定路线，机器人停止运行步骤中：

机器人停止运行的方式包括机器人自行停止运行和通过控制中心控制机器人停止运行。

5.根据权利要求1所述的一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中，所述机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施步骤中：

机器人的处理器对本身硬件进行检测，包括磁场感器的检测、RFID读写器的检测。

6.根据权利要求5所述的一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中，所述机器人在运行过程中检测自身硬件的运行情况，若检测到发生故障，根据故障采取对应的处理措施步骤中：

根据检测到的故障，故障报警系统会根据不同的故障类别给出报警提示信息。

7.根据权利要求1所述的一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中，所述监测机器人与控制中心的网络连接情况，若检测到网络中断，机器人停止运行步骤中：

机器人配置网络检测模块，网络检测模块检测机器人的网络连接情况。

8.根据权利要求7所述的一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中，机器人与控制中心之间采用高可靠性、高传输带宽的网络设备。

9.根据权利要求1所述的一种提高变电站巡检机器人稳定性的方法，其中，还包括如下步骤：

根据机器人获取的巡检数据，通过人机界面显示，更加直观的了解机器人巡检状况。

10.一种提高变电站巡检机器人稳定性的系统，其中，使用如权利要求1至9任一所述方法的系统。