CN109976351B - 一种电力巡检机器人定点定位系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电力巡检机器人定点定位系统，所述系统包括：控制端，所述控制端根据操控者指令发送巡检指令于巡检机器人和/或发送应答指令于电力柜；巡检机器人，所述巡检机器人接收所述巡检指令，并根据所述巡检指令发送位置询问指令于所述电力柜；多个电力柜，所述电力柜接收所述应答指令和/或所述位置询问指令，根据所述应答指令和所述位置询问指令发送位置信息于所述巡检机器人，用于所述巡检机器人根据所述位置信息移动至所述电力柜。本申请的电力巡检机器人定点定位系统解决了现有技术中巡检机器人只能沿着轨道行走而限制巡检范围的问题。

Description

一种电力巡检机器人定点定位系统

技术领域

本申请属于电力巡检技术领域，特别涉及一种电力巡检机器人定点定位系统。

背景技术

电力巡检指的是对电站/变电站进行巡视，抄录标记各项指标等工作。然而随着机器人应用越来越广泛，在电力巡检中应用机器人已成为一种趋势。通过采用机器人进行电力巡检能有效降低人工巡检的劳动强度，降低变电站运维成本，提高巡检作业和管理的自动化和智能化水平。

然而现有技术中，电力巡检机器人通常采用轨道巡检方式，这种方式限制了巡检的范围。为了提高或扩大巡检机器人的巡检范围，巡检机器人需要一种准确的的定点定位系统，以使其准确找到电力柜的指定位置，从而提高机器人的巡检效率。

发明内容

本申请的目的是提供了一种电力巡检机器人定点定位系统，以解决现有技术中指出的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种电力巡检机器人定点定位系统，所述系统包括

控制端，所述控制端根据操控者指令发送巡检指令于巡检机器人和/或发送应答指令于电力柜；

巡检机器人，所述巡检机器人接收所述巡检指令，并根据所述巡检指令发送位置询问指令于所述电力柜；

多个电力柜，所述电力柜接收所述应答指令和/或所述位置询问指令，根据所述应答指令和所述位置询问指令发送位置信息于所述巡检机器人，用于所述巡检机器人根据所述位置信息移动至所述电力柜。

在本申请一实施方式中，所述电力柜安装有定位装置，所述定位装置用于发送所述位置信息。

在本申请一实施方式中，除所述电力柜根据所述应答指令和所述位置询问指令发送位置信息于所述巡检机器人之外，所述电力柜不向所述巡检机器人发送位置信息，包括：

所述电力柜仅接收所述应答指令和所述位置询问指令之一；或

所述电力柜未接收所述应答指令和所述位置询问指令。

在本申请一实施方式中，所述电力柜接收到所述应答指令和所述位置询问指令时，按照预定规则核对所述应答指令和所述位置询问指令，若所述应答指令和所述位置询问指令相匹配，则发送所述位置信息，若所述应答指令和所述位置询问指令不匹配，则不发送所述位置信息。

在本申请一实施方式中，当其一所述电力柜中的所述定位装置损坏时，获取损坏的电力柜至少一侧的所述定位装置未损坏的电力柜的位置信息，根据所述位置信息获得损坏的电力柜的位置信息。

在本申请一实施方式中，所述巡检机器人包括

物体扫描装置，所述物体扫描装置用于获取所述巡检机器人与所述电力柜移动路径上的障碍物；以及

距离探测装置，所述距离探测装置用于探测所述巡检机器人移动过程中与所述障碍物的距离。

在本申请一实施方式中，所述巡检机器人根据所述位置信息移动至所述电力柜的过程中，根据距离最小原则移动。

本申请的电力巡检机器人定点定位系统解决了现有技术中巡检机器人只能沿着轨道行走而限制巡检范围的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请的电力巡检机器人定点定位系统示意图。

图2为本申请的巡检机器人示意图。

图3为本申请一实施例的巡检机器人与电力柜路径示意图。

图4为本申请的电力巡检机器人定点定位系统流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。

如图1所示，本申请的电力巡检机器人定点定位系统，其包括：控制端10，控制端10根据操控者指令发送巡检指令于巡检机器人20和/或发送应答指令于电力柜30；巡检机器人20，巡检机器人20接收巡检指令，并根据巡检指令发送位置询问指令于电力柜30；多个电力柜30，电力柜30接收应答指令和/或位置询问指令，根据应答指令和位置询问指令发送位置信息于巡检机器人20，用于巡检机器人20根据位置信息移动至电力柜30。

控制端10又可以称为“后台”，通常由服务器及置于服务器内部的计算机程序构成，控制端10与巡检机器人20和电力柜30通过有线或无线方式连接，并能够通过发送相关指令以控制巡检机器人20和电力柜30完成相关指令的操作。

在本申请中，电力柜30安装有定位装置，定位装置用于发送位置信息。

定位装置通常为定位芯片，定位芯片具有自定义加密协议的信号传输功能，定位芯片传输的信号必须通过特定的解密协议对定位信息进行解密才能获取准确的电力柜30位置信息以防止信号被截取和破解。定位芯片植入电力柜30内，巡检机器人20通过加密无线传输技术获取指定电力柜30的位置信息。电力柜30的位置信息是指电力柜30本身与以机器人为坐标原点在空间上的相对三位立体空间坐标。

在本申请中，除了电力柜30根据应答指令和位置询问指令双重指令作用下发送位置信息于巡检机器人20之外，电力柜30不向巡检机器人20发送位置信息，即电力柜30不向巡检机器人20发送位置信息的情况包括：电力柜30仅接收应答指令和位置询问指令之一；或者是，电力柜30未接收到应答指令和位置询问指令。

也就是说，本申请的电力柜30在非巡检机器人20询问且没有接受到控制端10应答指令双重条件情况下，定位芯片不会向巡检机器人20发送位置信息；在非机器人询问、非控制端10下发的任务指令的情况下接收到任何其他询问信号，定位装置也不会发送任何信息。

在本申请中，电力柜30接收到应答指令和位置询问指令时，按照预定规则核对应答指令和位置询问指令，若应答指令和位置询问指令相匹配，则发送位置信息，若应答指令和位置询问指令不匹配，则不发送位置信息。

巡检机器人20每次发送的位置询问信号都是按照一定规律变化的，每次发送的位置询问信号都不一样。每次定位芯片发送完定位信息后，自动按照指定规则变更下一次位置信号允许发送通过指令。若下一次接收到的发生应答信号与允许通过发送指令不配对也不往外发送位置信号。每过一段时间(例如30天，变更时间通过后台控制中心修改后下发至定位芯片进行设定)，信号允许发送规则变更一次，过了规则有效期不变更的定位芯片对询问信号不认可。

例如，控制端10控制巡检机器人20巡检211号电力柜30的过程如下：控制端10将“下发”的拼音字母的ASCⅡ码十进制值的和发送至211号电力柜30的定位芯片；巡检机器人20将211的ASCⅡ码值的乘积发送至电力柜30的定位芯片；定位芯片生成一个数值，数值等于“下发”的拼音字母的ASCⅡ码十进制值的和+211的ASCⅡ码值的乘积。当定位芯片接收到控制端10与巡检机器人20的指令信息后将数值乘积，若乘积后的数值与定位芯片内生成的数值经对比后一致，则允许定位芯片给巡检机器人20发送位置信息；若不一致，则定位芯片不回复任何信息。每次可以将控制端10上一次发送的数值+1后的值，将巡检机器人20上一次的数值+2的值发送至定位芯片，定位芯片根据这个规律生成对比值，通过这样方式以保证每次机器人询问位置的信号的不同以确保信息的安全。

在本申请中，当其一电力柜30中的定位装置损坏时，巡检机器人20可以获取损坏的电力柜30至少一侧的定位装置中未损坏的电力柜30的位置信息，根据未损坏的电力柜30的位置信息获得损坏的电力柜30的位置信息。

例如，当需要定位的某个电力柜30损的定位芯片坏时，由于电力柜30的结构尺寸基本相同及安装于电力柜30内的定位芯片的安装位置相同(即位于同一水平直线上)，电力柜30的摆放也有时安装固定的间距进行摆放，因此可以通过定位损坏的电力柜30的某一侧的电力柜30，之后根据固定间距获得损坏的电力柜30的位置。这种获取方式通常适用于位于获取所有电力柜30中处于边缘的损坏电力柜30的位置信息。

当然，定位损坏的电力柜30的位置时，还可以通过获取损坏电力柜30的两侧各一个未损坏的电力柜30的位置信息，通过这两个未损坏电力柜30的位置信息获得损坏电力柜30的位置信息。通常情况下，损坏电力柜30两侧未损坏电力柜30为其相邻的两个电力柜30。

与一个电力柜30的定位芯片发生损坏的情况类似，当发生两个电力柜30的芯片损坏时，若这两个电力柜30不相邻，可参照上述任一方法；当这两个电力柜30相邻时，可参照后者的方法，通过获得两电力柜30相邻的未损坏电力柜30的位置信息，并将距离分成三等分，三等分中的两等分点即为损坏电力柜30的位置。

如图2所示，在本申请中巡检机器人20包括：物体扫描装置21，物体扫描装置21用于获取巡检机器人20与电力柜30移动路径上的障碍物；以及距离探测装置22，距离探测装置22用于探测巡检机器人20移动过程中与障碍物的距离。

其中，物体扫描装置21可以是视频设备，例如视频摄像头等，通过视频设备获取到路径上的障碍物，物体扫描设置还可以是热成像设备，通过热成像方法获得路径上的障碍物。距离探测装置22可以是雷达设备，通过声波探测出巡检机器人20与障碍物支架的距离，或是激光测距设备，通过光束来测出巡检机器人20与障碍物支架的距离。

在本申请中，巡检机器人20根据位置信息移动至电力柜30的过程中，根据距离最小原则移动。

当巡检机器人20获取到电力柜30发送来的定位信息时，通过物体扫描装置快速扫视周围环境，可判断出路径上是否障碍物。若巡检机器人20与电力柜30之间无任何障碍物时，根据两点之间线段最短，巡检机器人20与电力柜30之间最佳线路即是两点间的线段距离线路。若巡检机器人20与电力柜30之间有障碍物时，通过物体扫描装置可获取障碍物位置信息，通过距离探测装置定位障碍物的边缘位置，巡检机器人20根据电力柜30与巡检机器人20的坐标位置，自动制定出一条绕开障碍物达到电力柜30的最短距离。之后机器人根据最短路径迅速移动至指定电力柜30前。

参照图3所示，巡检机器人20和开关柜分别记为点A和点B，若无障碍物，则巡检机器人20和开关柜之间的距离为AB，巡检机器人20只需按照线路AB即可移动至开关柜处。若巡检机器人20和开关柜之间的路径上障碍物时，巡检机器人20则需绕过障碍，障碍物上下边缘分别为点C和点D，线段AC、AD与AB之间的夹角分别为角θ1和角θ4，线段BC、BD与AB之间的夹角分别为角θ2和角θ3。当巡检机器人20需要移动至电力柜30时，分别计算角θ1和角θ3对应的线段AC和线段CB、角θ2和角θ4对应的线段AD和线段DB，对比线段AC+DB和线段AD+DB值，若AC+DB<AD+DB，则角θ1和角θ3所在线路是最短路程线路，即为最优线路。

如图4所示，本申请的电力巡检机器人定点定位系统的流程为：

S10：控制端10根据操控者指令发送巡检指令于巡检机器人20：

S20：巡检机器人20接收巡检指令，并根据巡检指令发送位置询问指令于电力柜30；

S30：控制端10根据操控者指令发送应答指令于电力柜30；

S40：电力柜30根据接收到的应答指令和位置询问指令发送位置信息于巡检机器人20，用于巡检机器人20根据位置信息移动至电力柜30。

需要说明的是，上述步骤中，步骤S10和步骤S30可在同一步骤中完成，即在步骤S10中实现。

本申请的电力巡检机器人定点定位系统解决了现有技术中巡检机器人只能沿着轨道行走而限制巡检范围的问题，使巡检机器人可以自由的在不同的空间区域行，扩大了巡检范围。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种电力巡检机器人定点定位系统，其特征在于，所述系统包括：

控制端，所述控制端根据操控者指令发送巡检指令于巡检机器人和发送应答指令于电力柜；

巡检机器人，所述巡检机器人接收所述巡检指令，并根据所述巡检指令发送位置询问指令于所述电力柜；

多个安装有定位装置电力柜，所述定位装置用于发送所述位置信息，当所述电力柜接收所述应答指令和所述位置询问指令后，根据所述应答指令和所述位置询问指令发送位置信息于所述巡检机器人，用于所述巡检机器人根据所述位置信息移动至所述电力柜，其中，除所述电力柜根据所述应答指令和所述位置询问指令发送位置信息于所述巡检机器人之外，所述电力柜不向所述巡检机器人发送位置信息，包括：所述电力柜仅接收所述应答指令和所述位置询问指令之一，或所述电力柜未接收所述应答指令和所述位置询问指令；

当其中一个电力柜的定位装置损坏时，获取损坏定位装置的电力柜至少一侧的未损坏定位装置的电力柜的位置信息，根据所述位置信息获得损坏的电力柜的位置信息，其中包括：

当定位装置损坏的电力柜处于边缘位置时，通过定位损坏的电力柜的某一侧的电力柜，并根据固定间距获得损坏的电力柜的位置；

当定位装置损坏的电力柜处于非边缘位置时，通过获取损坏电力柜的两侧各一个未损坏的电力柜的位置信息，通过这两个未损坏电力柜的位置信息获得损坏电力柜的位置信息；

当定位装置损坏的电力柜为相邻的两个时，通过获得两电力柜相邻的未损坏电力柜的位置信息，并将距离分成三等分，三等分中的两等分点即为损坏电力柜的位置。

2.根据权利要求1所述的电力巡检机器人定点定位系统，其特征在于，所述电力柜接收到所述应答指令和所述位置询问指令时，按照预定规则核对所述应答指令和所述位置询问指令，若所述应答指令和所述位置询问指令相匹配，则发送所述位置信息，若所述应答指令和所述位置询问指令不匹配，则不发送所述位置信息。

3.根据权利要求1所述的电力巡检机器人定点定位系统，其特征在于，所述巡检机器人包括：

物体扫描装置，所述物体扫描装置用于获取所述巡检机器人与所述电力柜移动路径上的障碍物；以及

距离探测装置，所述距离探测装置用于探测所述巡检机器人移动过程中与所述障碍物的距离。

4.根据权利要求3所述的电力巡检机器人定点定位系统，其特征在于，所述巡检机器人根据所述位置信息移动至所述电力柜的过程中，根据距离最小原则移动。

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