CN111981977A - 一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统 - Google Patents

一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，包括：巡检终端、巡检后台，所述巡检终端与巡检后台无线通信连接，所述巡检终端包括有：移动终端、巡检终端主机、摄像头、加速卡、扫描仪、无线通信模块、存储模块，所述移动终端、无线通信模块均与巡检终端主机通信连接，所述摄像头的输出端连接至加速卡的输入端，加速卡的输出端连接至巡检终端主机的输入端，所述扫描仪、存储模块均与巡检终端主机电性连接。本发明通过构建基于巡检终端和巡检后台的配网自动巡线系统，利用巡检终端获取巡检区域的图像，通过后台处理分析给出安全分析结果，本发明实现了自动化配线巡检，提高了巡检效率。

Description

一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统
技术领域
本发明涉及配电网巡检技术领域，更具体地，涉及一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统。
背景技术
10kV及以下配电线路具有节点多、分布广、线路距离长等特点，配电线路沿线树障存在种类多，生长周期不同、种植方式各异、历史遗留问题等情况。以往对配电线路多是依靠人工进行逐个杆塔的巡视检查，但是因为巡线工作量巨大、地理环境复杂等问题，给巡检人员工作带来了许多困难和不安全因素。传统的人工巡检模式造成了人员与资源的浪费，且效果较差。因此对配电线路更有效、经济的巡查技术进行深入研究具有现实意义和重要价值。
在现有技术中，公开号为CN103606205A的发明专利公开了一种输电线路的巡检装置和系统，所述装置包括巡检服务器、巡检客户端、智能手持设备、GPS定位模块，其中巡检服务器与巡检客户端相连，智能手持设备与巡检客户端相连，所述智能手持设备接收GPS定位模块传来的定位信号，所述智能手持设备设置有用于显示不同输电线路信息的放置姿势，用作巡检指引。该发明虽然包括有服务器和巡检客户端，但仍然是依托于人工巡检，巡检效率低。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中配网巡检工作量大、效率低的缺陷，提供一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统。
本发明的首要目的是为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，包括：巡检终端、巡检后台，所述巡检终端与巡检后台无线通信连接，所述巡检终端包括有：移动终端、巡检终端主机、摄像头、加速卡、扫描仪、无线通信模块、存储模块，所述移动终端、无线通信模块均与巡检终端主机通信连接，所述摄像头的输出端连接至加速卡的输入端，加速卡的输出端连接至巡检终端主机的输入端，所述扫描仪、存储模块均与巡检终端主机电性连接。
本方案中，所述系统还包括有电源模块、电池板，所述电池板的输出端连接至电源模块的输入端，所述电源模块为巡检终端供电。
本方案中，所述电池板为光伏板。
本方案中，所述巡检后台包括有：任务设定模块、数据接收模块、数据处理分析模块、信息记录模块，所述任务设定模块用于设定巡检任务和规划巡检路线，所述数据接收模块用于接收巡检终端发送的数据，所述数据处理分析模块用于对巡检终端发送的数据解压、数据处理，将处理后的数据进行图像绘制得到障碍物三维轮廓，根据障碍物的三维轮廓进行安全分析，输出安全分析结果，所述安全分析结果包括有：整改措施、线路优化建议；所述信息记录模块用于记录巡检中的障碍数据。
本方案中，所述数据接收模块为无线通信模块。
本方案中，所述加速卡内嵌有图像模型，用于图像和视频流的图像筛选。
本方案中，所述加速卡通过USB接口与巡检终端主机连接。
本方案中，所述扫描仪为激光扫描仪，用于对障碍物及其周围进行扫描，获取位置坐标和三维轮廓的激光点云数据。
本方案中，所述移动终端底部为可移动箱体，所述箱体的顶部一侧设有机械臂，机械臂的自由端设有抓手和数据采集主机。
本方案中，所述存储模块为存储卡。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明通过构建基于巡检终端和巡检后台的配网自动巡线系统，利用巡检终端获取巡检区域的图像，通过后台处理分析给出安全分析结果，本发明实现了自动化配线巡检，提高了巡检效率。
附图说明
图1为本发明巡检终端原理图。
图2为本发明巡检后台原理图。
图3为本发明巡检流程原理图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1所示，一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，包括：巡检终端、巡检后台，所述巡检终端与巡检后台无线通信连接，所述巡检终端包括有：移动终端、巡检终端主机、摄像头、加速卡、扫描仪、无线通信模块、存储模块，所述移动终端、无线通信模块均与巡检终端主机通信连接，所述摄像头的输出端连接至加速卡的输入端，加速卡的输出端连接至巡检终端主机的输入端，所述扫描仪、存储模块均与巡检终端主机电性连接。
在一个具体的实施例中，所述摄像头用于在巡检时获取图片和视频，所述摄像头可以采用具有模式控制的图像传感器芯片及其套件或开放接口的摄像头，所述加速卡可以通过USB接口与巡检终端主机连接，所述加速卡内嵌有图像模型，用于图像和视频流的图像筛选。例如加速可以采用雨人加速卡，其含有丰富的数据接口，在对图像和视频进行识别时功耗为7-8.5W。激光扫描仪可以采用KULT激光器，其中心波长为1.54μm，平均功率600W，重频1k-1MHz，本发明采用KULT激光工业级开发套件，可通过GPS直接将扫描目标形成激光点云信号。巡检终端主机采用工控机通过无线通信模块传送过来的指令，对移动终端进行控制，对加速卡和扫描仪进行控制，对数据进行处理，将数据通过存储卡存储，通过无线通信模块发送给巡检后台。
本方案中，所述系统还包括有电源模块、电池板，所述电池板的输出端连接至电源模块的输入端，所述电源模块为巡检终端供电。所述电池板采用光伏板可以持续对巡检终端持续供电，此外本发明中电源模块还具有充电功能可以外接电源充电。
如图2所示，本方案中，所述巡检后台包括有：任务设定模块、数据接收模块、数据处理分析模块、信息记录模块，所述任务设定模块用于设定巡检任务和规划巡检路线，所述数据接收模块用于接收巡检终端发送的数据，所述数据处理分析模块用于对巡检终端发送的数据解压、数据处理，将处理后的数据进行图像绘制得到障碍物三维轮廓，根据障碍物的三维轮廓进行安全分析，输出安全分析结果，所述安全分析结果包括有：整改措施、线路优化建议；所述信息记录模块用于记录巡检中的障碍数据。
本方案中，所述数据接收模块为无线通信模块。
本方案中，所述扫描仪为激光扫描仪，用于对障碍物及其周围进行扫描，获取位置坐标和三维轮廓的激光点云数据。
本方案中，所述移动终端底部为可移动箱体，所述箱体的顶部一侧设有机械臂，机械臂的自由端设有抓手和数据采集主机。在一个具体的实施例中，巡检终端给组成模块可以集成在移动终端上，按照预设的配网线路巡检轨迹进行自动巡检。
本方案中，所述存储模块为存储卡。
如图3所示为巡检系统工作原理图，本发明工作流程为：巡检后台向巡检终端发送巡检指令，巡检终端通过无线通信模块接收巡检指令并发送至巡检终端主机，巡检终端主机给移动终端下令按照设定的路线移动，同时设置间隔时间控制摄像头对移动方向拍照获取图像，利用加速卡及其内置的障碍物模型对图像进行筛选，，当筛选到疑似障碍物图像时，则将当前图像发送至巡检终端主机，启动激光扫描仪对障碍物及其周围进行扫描，获取其位置坐标和三维轮廓的激光点云数据。巡检终端主机将点云数据进行清洗和压缩，一方面将激光点云数据进行本地存储，另一方面通过无线通信模块传输给巡检后台。巡检后台通过无线通信模块接收压缩后的激光点云数据，然后进行解压和数据处理，通过图像绘制出障碍物的三维轮廓，输出障碍物处理意见和巡检路线的优化意见。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，包括：巡检终端、巡检后台，所述巡检终端与巡检后台无线通信连接，所述巡检终端包括有：移动终端、巡检终端主机、摄像头、加速卡、扫描仪、无线通信模块、存储模块，所述移动终端、无线通信模块均与巡检终端主机通信连接，所述摄像头的输出端连接至加速卡的输入端，加速卡的输出端连接至巡检终端主机的输入端，所述扫描仪、存储模块均与巡检终端主机电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述系统还包括有电源模块、电池板，所述电池板的输出端连接至电源模块的输入端，所述电源模块为巡检终端供电。
3.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述电池板为光伏板。
4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述巡检后台包括有：任务设定模块、数据接收模块、数据处理分析模块、信息记录模块，所述任务设定模块用于设定巡检任务和规划巡检路线，所述数据接收模块用于接收巡检终端发送的数据，所述数据处理分析模块用于对巡检终端发送的数据解压、数据处理，将处理后的数据进行图像绘制得到障碍物三维轮廓，根据障碍物的三维轮廓进行安全分析，输出安全分析结果，所述安全分析结果包括有：整改措施、线路优化建议；所述信息记录模块用于记录巡检中的障碍数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述数据接收模块为无线通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述加速卡内嵌有图像模型，用于图像和视频流的图像筛选。
7.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述加速卡通过USB接口与巡检终端主机连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述扫描仪为激光扫描仪，用于对障碍物及其周围进行扫描，获取位置坐标和三维轮廓的激光点云数据。
9.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述移动终端底部为可移动箱体，所述箱体的顶部一侧设有机械臂，机械臂的自由端设有抓手和数据采集主机。
10.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算技术的配网自动巡线系统，其特征在于，所述存储模块为存储卡。
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