CN109982037A - 智能巡检装置 - Google Patents

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何松生
聂建波
王佐方
刘晓露
姚庆党
张冰倩
汪建国
应雷
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State Grid Zhejiang Integrated Energy Services Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种智能巡检装置，包括：通信连接的头盔以及控制端；控制端包括：第一控制模块、无线通信模块、射频识别模块，头盔包括：红外探测器、语音识别模块、第二控制模块，其中，在第一控制模块对智能巡检装置以及检测人员的认证成功后，无线通信模块接收主站发送的巡检信息；第一控制模块在射频识别模块对检测设备的认证成功后，向头盔发送采集数据指令；第二控制模块根据语音识别模块转换的语音数据发出指令，并接收红外探测器传输的红外图像数据并进行处理；第一控制模块对处理后的红外图像数据进行诊断结果，将诊断结果以及处理后的红外图像数据进行发送。本发明提供的智能巡检装置可以完全覆盖巡检区域，提高数据的准确性和全面性。

Description

智能巡检装置
技术领域
本发明是关于人工智能，特别是关于一种智能巡检装置。
背景技术
红外成像仪属于非接触测温装置，对电力设备缺陷具有很强的诊断和预警能力，在变电站和高压线路日常巡检中已经广泛应用。
目前电力领域利用红外成像仪进行巡检主要是机器人自动巡检。机器人巡检方式适用于变电站巡检，在变电站内部规划机器人巡检路线，机器人配置红外成像仪，并按照程序设定的周期对每台被巡检设备进行红外拍照。机器人完成巡检任务后，巡检数据通过变电站内部网络上传到设备状态监测系统，监测系统通过分析红外图像判断设备运行状态并生成巡检报告。
基于此本申请的发明人发现，机器人自动巡检模式大大提高了巡检效率，但机器人巡检只适合变电站内部设备，并且变电站角落不能完全覆盖，会造成漏检，影响数据的准确性和全面性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能巡检装置，其能够完全覆盖巡检区域，提高数据的准确性以及全面性。
为实现上述目的，本发明提供了一种智能巡检装置，包括：一种智能巡检装置，检测人员使用该智能巡检装置对检测设备的性能进行检测，其特征在于，该智能巡检装置包括：头盔以及控制端，所述头盔与所述控制端通信连接；
所述控制端包括：第一控制模块，用于对智能巡检装置以及检测人员进行认证；无线通信模块，在所述第一控制模块对智能巡检装置以及检测人员的认证成功后，该无线通信模块接收主站发送的与所述检测设备匹配的巡检信息，并将所述巡检信息传输至所述第一控制模块，其中，所述巡检信息包括所述检测设备的设备信息以及路径信息；以及射频识别RFID模块，用于对所述检测设备进行认证；
其中，所述第一控制模块在所述射频识别RFID模块对检测设备的认证成功后，向所述头盔发送采集数据指令；
所述头盔包括：红外探测器，用于根据接收到的第一指令采集红外图像数据；语音识别模块，用于接收语音信号并对接收的语音信号进行转化，形成语音数据；以及第二控制模块，分别与所述红外探测器和语音识别模块相连接，用于在接收到所述第一控制模块发送的所述采集数据指令之后，接收所述语音数据，根据所述语音数据发出所述第一指令；并接收所述红外探测器传输的红外图像数据并进行处理，将处理后的红外图像数据传输至控制端；其中，所述第一控制模块接收所述第二控制模块传输的处理后的红外图像数据，与巡检信息中的预存数据进行对比，形成诊断结果，将所述诊断结果以及第二控制模块传输的处理后的红外图像数据通过无线通信模块发送至主站。
在一种优选的实施方式中，所述头盔还包括：磁场传感器，其与所述第二控制模块相连接，用于对电场、磁场强度进行实时监测，当电场或磁场强度超过设定阈值时，该磁场传感器向所述第二控制模块发送报警信息；所述第二控制模块根据所述报警信息进行参数调整，或者向检测人员发出报警指令。
在一种优选的实施方式中，所述头盔还包括：可见光摄像头，用于拍摄所述检测设备的原始图片。
在一种优选的实施方式中，所述第一控制模块用于获取检测人员信息，对检测人员进行认证；认证成功后向主站发送认证请求信息，其中，所述认证请求信息包括智能巡检装置的设备标识；若接收到主站返回的认证成功信息，则该智能巡检装置进入待机状态。
在一种优选的实施方式中，所述第一控制模块还用于在接收到主站返回的认证失败信息时，进入锁机状态。
在一种优选的实施方式中，所述头盔以及控制端通过一根多芯可插拔线缆通信连接。
在一种优选的实施方式中，所述头盔还包括：显示屏，用于显示图像或者显示所述控制端的命令菜单和操作结果。
在一种优选的实施方式中，所述头盔还包括：温湿度传感器，其用于监测环境参数，并根据所述环境参数对所述红外探测器进行补偿调整。
在一种优选的实施方式中，所述头盔还包括：GPS/北斗模块，用于定位所述智能巡检装置。
在一种优选的实施方式中，所述无线通信模块还用于在向主站发送处理后的红外图像数据之前，对所述处理后的红外图像数据进行加密；并且所述无线通信模块用于对主站发送的所述巡检信息进行解密，将解密后的巡检信息传输至所述第一控制模块。
与现有技术相比，根据本发明的智能巡检装置，通过头盔与控制端通信连接，头盔佩戴于检测人员头上，控制端可以手持，可以实现在认证完成后，头盔对检测设备的数据进行采集，控制端对头盔采集的数据进行分析处理，并发送至主站，可实现单人操作，降低了人力成本；保证了图片自动归档准确性，避免了繁碎的图片分类工作，降低了错检和漏检的风险；并且完全覆盖巡检区域的各个角落，提高数据的准确性和全面性。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的智能巡检装置的结构示意图。
图2是根据本发明一实施方式的智能巡检装置的巡检流程示意图。
主要附图标记说明：
1-头盔，11-红外探测器，12-语音识别模块，13-第二控制模块，14-磁场传感器，15-可见光摄像头，16-显示屏，2-控制端，21-第一控制模块，22-无线通信模块，23-RFID模块，24-温湿度传感器，25-GPS/北斗模块。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明优选实施方式的智能巡检装置的结构示意图，检测人员使用该智能巡检装置对检测设备的性能进行检测，该智能巡检装置包括：头盔1以及控制端2，所述头盔1与所述控制端2通信连接。所述头盔1以及控制端2可以通过一根多芯可插拔线缆通信连接。头盔1佩戴于检测人员头上，控制端2可以手持，便于使用。
其中，控制端2可以包括：第一控制模块21、无线通信模块22、RFID模块23。
第一控制模块21，用于对智能巡检装置以及检测人员进行认证。
具体地，第一控制模块21首先获取检测人员信息，对检测人员进行认证，具体可以通过登录账号或者扫描检测人员二维码来实现。认证成功后向主站发送认证请求信息对智能巡检装置进行认证，其中，所述认证请求信息包括智能巡检装置的设备标识；若接收到主站返回的认证成功信息，则说明验证成功进入待机状态。若接收到主站返回的认证失败信息，则进入锁机状态。
无线通信模块22，在对智能巡检装置以及检测人员的认证成功后，接收主站发送的与所述检测设备匹配的巡检信息，将所述巡检信息传输至所述第一控制模块，其中，巡检信息包括与所述检测设备匹配的路径信息以及所述检测设备的设备轮廓基图。当需要检测的设备为多个时，巡检信息包括本次需要检测的所有检测设备的路径信息以及设备轮廓基图。当然，当主站发送的巡检信息为加密后的信息时，无线通信模块22还可以对该巡检信息进行解密，将解密后的巡检信息传输至所述第一控制模块。其中，无线通信模块22可以为4G模块。
第一控制模块21在接收到巡检信息后制定巡检路线。检测人员根据巡检线路找到检测设备后对检测设备进行认证。
在一种实施方式中，巡检信息还包括本次需要检测的所有检测设备的RFID。
射频识别(英文全称：Radio Frequency Identification，英文缩写：RFID)模块23，用于对检测设备进行认证，具体可以通过扫描检测设备RFID电子标签，与巡检信息中的所有检测设备的RFID进行对比，判断实现检测设备身份唯一识别认证。避免了一次读取到多个设备的RFID，无法准确识别检测设备的情况。
第一控制模块21在所述射频识别RFID模块23对检测设备的认证成功后，向所述头盔1发送采集数据指令。
所述头盔1包括：红外探测器11、语音识别模块12、第二控制模块13。
红外探测器11，用于根据接收到的第一指令采集红外图像数据。
语音识别模块12，用于接收语音信号并对接收的语音信号进行转化，形成语音数据。其中，语音识别模块12可以通过麦克风来实现。语音识别模块是人机交互的接口，通过语音识别功能实现各指令的操作。
第二控制模块13，分别与所述红外探测器11和语音识别模块12相连接，用于在接收到所述第一控制模块发送的采集数据指令之后，接收所述语音数据，根据所述语音数据向与语音数据对应的模块发出第一指令，例如，在检测设备完成认证后，语音识别模块12接收到检测人员说出的“拍照”，对“拍照”进行格式转换形成语音数据，第二控制模块13向红外探测器11发出第一指令进行拍照。采集数据指令指的是，认证成功以后，可以进行数据采集的指令。具体进行何种数据的采集，需要根据语音识别模块12或显示屏上的触控信息或第一控制模块的其他指令进行采集。第二控制模块13还接收所述红外探测器11传输的红外图像数据并进行处理，将处理后的红外图像数据传输至控制端2。
具体的，控制端2的第一控制模块21接收所述第二控制模块13传输的处理后的红外图像数据，与巡检信息中的数据进行对比，形成诊断结果，将所述诊断结果以及第二控制模块13传输的处理后的红外图像数据通过无线通信模块22发送至主站。
相应的，无线通信模块22还可以在向主站发送处理后的红外图像数据之前，对所述处理后的红外图像数据进行加密，将加密后的数据发送给主站。
头盔1与控制端2中还设置有电源模块，用于为头盔1和控制端2供电。
本实施例提供的智能巡检装置，通过头盔1与控制端2通信连接，头盔佩戴于检测人员头上，控制端可以手持，将巡检装置分为头盔和控制端两部分，降低了佩戴的重量；可以实现在认证完成后，头盔对检测设备的数据进行采集，控制端2对头盔采集的数据进行分析处理，并发送至主站，可实现单人操作，降低了人力成本；保证了图片自动归档准确性，避免了繁碎的图片分类工作，降低了错检和漏检的风险；并且完全覆盖变电站各个角落，提高数据的准确性和全面性。
如图2所示，根据本发明优选实施方式的智能巡检装置的巡检流程示意图，首先设备开机后第二控制模块13对检测人员以及智能巡检装置进行认证，认证成功后，接收主站发送的与所述检测设备匹配的巡检信息，并制定巡检路线。定位到检测设备后，通过扫描检测设备RFID电子标签对检测设备进行认证，若认证成功，则等待第一指令进行拍照。若验证失败则通过其他方式进行辅助认证。红外探测器11当接收到第一指令后进行拍照，第二控制模块13将红外图像数据与巡检信息中的基图进行对比，判定是否存在问题。若没有问题，则进行诊断将所述诊断结果以及红外图像数据通过无线通信模块发送至主站。
主站接收数据，并对数据进行解密。将解密后的数据与主站后台预存的数据进行专家诊断，若数据异常则进行异常现象报警，并进行现场人员处理；若出现相同的历史故障则进行历史故障提醒，并进行现场人员处理；若现场人员处理解决报警，则将处理结果发送回主站，若没有解决则后台专家远程指导进行解决。若数据正常则判断检测任务是否完成，若检测任务完成则生成巡检报告。
需要说明的是，本实施例中，在前期主站侧设备台账建立时，所有类型设备轮廓基图保存在数据库，巡检任务下载时包含本次需要检测设备RFID及对应的轮廓基图，在拍摄红外图像过程中，通过与轮廓基图的比对进一步保证了图片自动归档准确性。
本地诊断通过红外头盔1和控制端2实现，由于设备性能有限，可以完成初步的缺陷故障诊断。主站服务器拥有很强的计算能力和存储空间，可以构建基于红外检测的电力设备典型缺陷数据库，实现典型红外故障判断及综合诊断。在完成初步缺陷故障诊断后，将原始图像和初步诊断数据实时传送至主站，主站提取红外图像中缺陷特征，与大容量缺陷特征数据库相比较，并结合红外导则中的评估方法，实现后台专家缺陷故障诊断，做出更全面地故障判定，并把诊断结果实时通知智能巡检装置。
请再次参阅图1，可选的，头盔1还包括磁场传感器14，与所述第二控制模块13相连接，对电场、磁场强度进行实时监测，当电场或磁场强度超过设定阈值时，也就是接近高压设备和导线时，向所述第二控制模块13发送报警信息。相应的所述第二控制模块13根据所述报警信息进行参数调整，或者向检测人员发出报警指令。
头盔还包括可见光摄像头15，用于拍摄检测设备的原始图片。可见光摄像头15拍摄设备原始图片，作为红外图像的辅助识别。具体的，当RFID模块23无法识别出检测设备时，可以通过见光摄像头15拍摄的照片进行轮廓对比，提高身份识别的准确性。
相应的，4G模块作为智能终端与主站数据通信通道，可实时上传红外图像数据和可见光图片，同时可提供远程实时画面和语音对讲，方便专业技术人员的远程实时指导。
头盔1还包括显示屏16，用于显示图像，或者，显示所述控制端的命令菜单和操作结果。显示屏16可以清晰近距离地展示出红外和可见光图像，也可以显示智能终端上命令菜单和操作结果。
控制端2还包括温湿度传感器24，用于监测环境参数，根据所述环境参数对所述红外探测器11进行补偿调整。
控制端2还包括无线保真(英文全称：Wireless-Fidelity，缩写：Wi-Fi)/蓝牙模块，可以实现将智能巡检装置存储数据本地数据导入电脑。
控制端2还包括全球定位系统(英文全称：Global Positioning System，英文缩写：GPS)/北斗模块25，用于定位所述智能巡检装置。具体的，当RFID模块23无法识别出检测设备时，还可以通过当前GPS/北斗模块25的位置信息，与巡检信息的路径信息进行对比，提高对检测设备身份识别的准确性。
控制端2中还可以设置扬声器，用来播放报警信息或者预设的提示信息。控制端2还可以接收检测人员的指令，例如，通过设置键盘，接收键盘的执行信息进行相应的操作。
由此，利用RFID进行电力设备身份唯一性设别，可能会存因为检测距离远，RFID标签无法读取；一次读取到多个设备的RFID；读取到的RFID与实际检测设备不一致，导致检测设备验证不成功。本实施例在RFID技术的基础上，并以二维码、图像识别、北斗定位、语音识别等多种技术进行辅助判别，确保设备身份识别可操作性和唯一性。
由此，本实施例提供的智能巡检装置，采用可穿戴式头盔设计方式，解放了双手，可实现单人操作，降低了人力成本；通过RFID、图像识别、语音识别智能识别技术，保证了图片自动归档准确性，避免了繁碎的图片分类工作，降低了错检和漏检的风险；各类设备状态传感器、实时通信、北斗定位、智能诊断技术，实现基于红外成像仪的智能巡检方案，提高了巡检效率,降低了巡检周期；通过实时通信和视频语音对讲功能，巡检管理人员可实时获得变电站准确、全面的运行状态，并对现场操作人员进行实时指导。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种智能巡检装置，检测人员使用该智能巡检装置对检测设备的性能进行检测，其特征在于，该智能巡检装置包括：头盔以及控制端，所述头盔与所述控制端通信连接；
所述控制端包括：
第一控制模块，用于对智能巡检装置以及检测人员进行认证；
无线通信模块，在所述第一控制模块对智能巡检装置以及检测人员的认证成功后，该无线通信模块接收主站发送的与所述检测设备匹配的巡检信息，并将所述巡检信息传输至所述第一控制模块，其中，所述巡检信息包括所述检测设备的设备信息以及路径信息；以及
射频识别RFID模块，用于对所述检测设备进行认证；
其中，所述第一控制模块在所述射频识别RFID模块对检测设备的认证成功后，向所述头盔发送采集数据指令；
所述头盔包括：
红外探测器，用于根据接收到的第一指令采集红外图像数据；
语音识别模块，用于接收语音信号并对接收的语音信号进行转化，形成语音数据；以及
第二控制模块，分别与所述红外探测器和语音识别模块相连接，用于在接收到所述第一控制模块发送的所述采集数据指令之后，接收所述语音数据，根据所述语音数据发出所述第一指令；并接收所述红外探测器传输的红外图像数据并进行处理，将处理后的红外图像数据传输至控制端；
其中，所述第一控制模块接收所述第二控制模块传输的处理后的红外图像数据，与巡检信息中的预存数据进行对比，形成诊断结果，将所述诊断结果以及第二控制模块传输的处理后的红外图像数据通过无线通信模块发送至主站。
2.如权利要求1所述的智能巡检装置，其特征在于，所述头盔还包括：磁场传感器，其与所述第二控制模块相连接，用于对电场、磁场强度进行实时监测，当电场或磁场强度超过设定阈值时，该磁场传感器向所述第二控制模块发送报警信息；
所述第二控制模块根据所述报警信息进行参数调整，或者向检测人员发出报警指令。
3.如权利要求1所述的智能巡检装置，其特征在于，所述头盔还包括：可见光摄像头，用于拍摄所述检测设备的原始图片。
4.如权利要求1所述的智能巡检装置，其特征在于，
所述第一控制模块用于获取检测人员信息，对检测人员进行认证；认证成功后向主站发送认证请求信息，其中，所述认证请求信息包括智能巡检装置的设备标识；
若接收到主站返回的认证成功信息，则该智能巡检装置进入待机状态。
5.如权利要求4所述的智能巡检装置，其特征在于，
所述第一控制模块还用于在接收到主站返回的认证失败信息时，进入锁机状态。
6.如权利要求1所述的智能巡检装置，其特征在于，所述头盔以及控制端通过一根多芯可插拔线缆通信连接。
7.如权利要求1所述的智能巡检装置，其特征在于，所述头盔还包括：显示屏，用于显示图像或者显示所述控制端的命令菜单和操作结果。
8.如权利要求1所述的智能巡检装置，其特征在于，所述头盔还包括：温湿度传感器，其用于监测环境参数，并根据所述环境参数对所述红外探测器进行补偿调整。
9.如权利要求1所述的智能巡检装置，其特征在于，所述头盔还包括：GPS/北斗模块，用于定位所述智能巡检装置。
10.如权利要求1所述的智能巡检装置，其特征在于，
所述无线通信模块还用于在向主站发送处理后的红外图像数据之前，对所述处理后的红外图像数据进行加密；并且
所述无线通信模块用于对主站发送的所述巡检信息进行解密，将解密后的巡检信息传输至所述第一控制模块。
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