CN113671966B - 一种基于5g实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法、避障系统 - Google Patents

一种基于5g实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法、避障系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统及方法,涉及机器人技术领域,该系统包括电力巡检机器人,所述电力巡检机器人顶部安装有可360°拍摄得的第一图像采集模块;多个固定图像采集装置,所述固定图像采集装置分散设置在电力巡检机器人的工作场所,用于采集所述工作场所的工作场景;控制中心,所述控制中心与电力巡检机器人和固定图像采集装置通过5G通信网络通讯连接,所述控制中心接收电力巡检机器人和固定图像采集装置发送的信息,并进行分析,并向电力巡检机器人发送信息。本发明还公开基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法。本发明提供一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法及系统,增强电力巡检机器人在避障处理的可靠性。

Description

一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法、 避障系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,特别涉及一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法。
背景技术
远距离电能传输依赖于特高压输电线路,从特高压的电能到居民可以使用的市电需要经过变电站的转换,此环节在电力传输链路中是最容易出问题的环节,因此需要对转换过程进行密切监测。传统的方案是由专门的人员对变电站进行巡检,但复杂的电磁环境对人体健康的潜在威胁及越来越高的人工成本使得企业越来越倾向使用机器人对变电站进行巡检。机器人自主巡检需要完成路径的规划控制、异常状况的识别等,因变电所工作环境复杂,假如机器人在行走过程中发生故障,导致机器人误触变电所的开关或把线路短路,引起的后果是非常严重的,因此需要对机器人引入高可靠性的避障机制。但受限于机器人结构的可靠性、机器人本体上控制器的算力及现有避障技术水平,机器人如果只在本地进行避障处理的,还存在一定避障不成功的概率,为保障避障的可靠性,避障的控制需全权交给控制人员掌控。
发明内容
本申请的目的在于克服现有技术中电力巡检机器人依靠自身进行避障成功率低下的问题,提供一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法,增强电力巡检机器人在避障处理的可靠性。
本发明还提供了一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统。
为了实现上述发明目的,本申请提供了以下技术方案:一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法,包括以下步骤:
步骤一:接收电力巡检机器人的图像数据和行进数据;
步骤二:分析图像数据并判断电力巡检机器人是否有碰撞风险,若判断为是,则进入步骤三;若判断为否,则进入步骤六;
步骤三:判断电力巡检机器人是否远程控制位已置位,若判断为是,则进入步骤五;若判断为否,则进入步骤四;
步骤四:给电力巡检机器人发送远程控制位置位指令,进入步骤五;
步骤五:根据图像数据和行进数据,获得电力巡检机器人的避障路线,并根据所述避障路线向电力巡检机器人发送行进指令;并重复步骤一到步骤五,
步骤六:判断远程控制位置位是否为置位状态,若判断为是,则进入步骤七;若判断为否,则进入步骤一;
步骤七;向电力巡检机器人发送远程控制位清零指令,然后进入步骤一。
在上述技术方案中,所述步骤二、步骤三、步骤五可以通过控制中心判断也可以通过控制中心地工作人员人工判断。优选地,所述步骤二、步骤三和步骤五通过控制中心地工作人员人工判断和处理。
进一步地,在步骤三中,还包括判断电力巡检机器人5G通讯是否正常,若判断为是,则继续判断电力巡检机器人是否远程控制位已置位;若判断为否,则输出电力巡检机器人异常的信息提示。
进一步地,所述电力巡检机器人的图像数据包括电力巡检机器人及设置在所述电力巡检机器人工作场地的固定图像采集装置的发送的图像数据。
进一步地,所述电力巡检机器人的行进数据包括电力巡检机器人的规划路线和当前行进速度。
本申请还提供一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统,包括:
电力巡检机器人,所述电力巡检机器人顶部安装有可360°拍摄得的第一图像采集模块;
多个固定图像采集装置,所述固定图像采集装置分散设置在电力巡检机器人的工作场所,用于采集所述工作场所的工作场景;
控制中心,所述控制中心与电力巡检机器人和固定图像采集装置通过5G通信网络通讯连接,所述控制中心接收电力巡检机器人和固定图像采集装置发送的信息,并进行分析,并向电力巡检机器人发送信息。
进一步地,所述图像采集模块包括至少四个对称且相互背向设置的图像采集装置。
进一步地,所述电力巡检机器人还包括控制芯片、第一5G通讯模块、驱动模块、电源模块;所述电源模块与控制芯片、第一5G通讯模块、驱动模块、第一图像采集模块电性连接;所述控制芯片与第一5G通讯模块、驱动模块、图像采集模块电信连接;所述第一5G通讯模块与控制中心无线通讯连接。
进一步地,所述控制芯片为STM32或MSP430中的任一种。
进一步地,所述固定图像采集装置包括第二图像采集模块和第二5G通讯模块,所述第二5G通讯模块与第二图像采集模块电性连接,用于将第二图像采集模块采集到地图像数据发送给控制中心。
进一步地,所述第一图像采集模块和第二图像采集模块均包括摄像头和数据处理模块。所述数据处理模块将摄像头采集到图像数据转化为电信号,便于5G通讯传输。
与现有技术相比,本发明的具有以下有益效果:
本申请公开了一种5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法和系统,采用控制中心远程控制电力巡检机器人的避障,弥补了电力巡检机器人通过自身避障的不足,增强电力巡检机器人在避障处理的可靠性;同时,采用5G通讯模块实现控制中心和电力巡检机器人的无线通信,提高通信速度。
附图说明
图1是本发明一些实施例中公开的一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统的架构示意图;
图2是本发明一些实施例中电力巡检机器人及固定图像采集装置布局示意图;
图3、图4是本发明一些实施例中电力巡检机器人的第一图像采集模块的安装示意图;
图5是本发明一些实施例中公开的电力巡检机器人功能框图;
图6是本发明一些实施例中公开的固定图像采集装置的功能框图;
图7本发明一些实施例中公开的电力巡检机器人避障的逻辑框图;
图8是本发明一些实施例中公开的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法逻辑框图;
其中,100-电力巡检机器人,101-第一图像采集模块,102-第一5G通讯模块,103-驱动模块,104-控制芯片,1-控制中心,2-固定图像采集装置,21-第二图像采集模块,22-第二5G通讯模块。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围
本发明提供一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人100远程避障的系统,包括:
电力巡检机器人100,所述电力巡检机器人100顶部安装有可360°拍摄得的第一图像采集模块101;
多个固定图像采集装置2,所述固定图像采集装置2分散设置在电力巡检机器人100的工作场所,用于采集所述工作场所的工作场景;
控制中心1,所述控制中心1与电力巡检机器人100和固定图像采集装置2通过5G通信网络通讯连接,所述控制中心1接收电力巡检机器人100和固定图像采集装置2发送的信息,并进行分析,并向电力巡检机器人100发送信息。
需要说明的是,所述固定图像采集装置2固定在巡检机器人的工作场所,需确保固定摄像头的分布能无死角拍摄到机器人的全部工作场景。
需要说明的是,所述电力巡检机器人100可以单独工作,也可以协同工作。
在一些实施例中,所述图像采集模块包括至少四个对称且相互背向设置的图像采集装置,可以拍摄到机器人周围360°的图像信息。
在一些实施例中,所述电力巡检机器人100还包括控制芯片104、第一5G通讯模块102、驱动模块103、电源模块;所述电源模块与控制芯片104、第一5G通讯模块102、驱动模块103、第一图像采集模块101电性连接;所述控制芯片104与第一5G通讯模块102、驱动模块103、图像采集模块电信连接;所述第一5G通讯模块102与控制中心1无线通讯连接。
在一些实施例中,所述控制芯片104为STM32或MSP430中的任一种。
在一些实施例中,所述固定图像采集装置2包括第二图像采集模块21和第二5G通讯模块22,所述第二5G通讯模块22与第二图像采集模块21电性连接,用于将第二图像采集模块21采集到地图像数据发送给控制中心1。
在一些实施例中,所述第一图像采集模块101和第二图像采集模块21均包括摄像头和数据处理模块。所述数据处理模块将摄像头采集到图像数据转化为电信号,便于5G通讯传输。
本申请还提供了一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人100远程避障的方法,包括以下步骤:
步骤一:接收电力巡检机器人100的图像数据和行进数据;
步骤二:分析图像数据并判断电力巡检机器人100是否有碰撞风险,若判断为是,则进入步骤三;若判断为否,则进入步骤六;
步骤三:判断电力巡检机器人100是否远程控制位已置位,若判断为是,则进入步骤五;若判断为否,则进入步骤四;
步骤四:给电力巡检机器人100发送远程控制位置位指令,进入步骤五;
步骤五:根据图像数据和行进数据,获得电力巡检机器人100的避障路线,并根据所述避障路线向电力巡检机器人100发送行进指令;并重复步骤一到步骤五,
步骤六:判断远程控制位置位是否为置位状态,若判断为是,则进入步骤七;若判断为否,则进入步骤一;
步骤七;向电力巡检机器人100发送远程控制位清零指令,然后进入步骤一。
在上述技术方案中,所述步骤二、步骤三、步骤五可以通过控制中心1判断也可以通过控制中心1地工作人员人工判断。优选地,所述步骤二、步骤三和步骤五通过控制中心1地工作人员人工判断和处理。
需要说明的是,在步骤三中,还包括判断电力巡检机器人1005G通讯是否正常,若判断为是,则继续判断电力巡检机器人100是否远程控制位已置位;若判断为否,则输出电力巡检机器人100异常的信息提示。
需要说明的是,所述电力巡检机器人100的图像数据包括电力巡检机器人100及设置在所述电力巡检机器人100工作场地的固定图像采集装置2的发送的图像数据。
需要说明的是,所述电力巡检机器人100的行进数据包括电力巡检机器人100的规划路线和当前行进速度。
需要说明的是,所述电力巡检机器人100在基于5G实现智能电网电力巡检机器人100远程避障的方法中,其具体逻辑如下:
S1:进入控制周期,向控制中心1发送第一图像采集装置采集到的图像数据、该电力巡检机器人100的规划路线、当前速度;
S2:接收控制中心1发射的用于检测5G通讯是否异常的信号,并根据预设发送信号;控制中心1判断电力巡检机器人100的5G通信是否正常,如果判断为是则进入S3;如果判断为否,则此时机器人不具备避障的功能,属于异常,进入S7。
S3:接收控制中心1发送的指令,判断此时控制中心1是否介入控制,如果判断为是,则进入S4;如果判断为否,则进入S5;
S4:接收并解析控制中心1发送过来的运动指令,进入S6;
S5:按电力巡检机器人100自身的规划路线和当前速度计算出运动速度,进入S6;
S6:按相应速度控制驱动轮进行相应动作,进入S1。
S7:电力巡检机器人100异常,停止运动。
需要说明的是,所述运动指令应位包括有运动路线和运动速度、加速度等数据的信号。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:接收电力巡检机器人的图像数据和行进数据;
步骤二:分析图像数据并判断电力巡检机器人是否有碰撞风险,若判断为是,则进入步骤三;若判断为否,则进入步骤六;
步骤三:判断电力巡检机器人是否远程控制位已置位,若判断为是,则进入步骤五;若判断为否,则进入步骤四;
步骤四:给电力巡检机器人发送远程控制位置位指令,进入步骤五;
步骤五:根据图像数据和行进数据,获得电力巡检机器人的避障路线,并根据所述避障路线向电力巡检机器人发送行进指令;并重复步骤一到步骤五;
步骤六:判断远程控制位置位是否为置位状态,若判断为是,则进入步骤七;若判断为否,则进入步骤一;
步骤七;向电力巡检机器人发送远程控制位清零指令,然后进入步骤一;
所述步骤二、步骤三和步骤五通过控制中心地工作人员人工判断和处理。
2.根据权利要求1所述的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法,其特征在于,在步骤三中,还包括判断电力巡检机器人5G通讯是否正常,若判断为是,则继续判断电力巡检机器人是否远程控制位已置位;若判断为否,则输出电力巡检机器人异常的信息提示。
3.根据权利要求1所述的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法,其特征在于,所述电力巡检机器人的图像数据包括电力巡检机器人及设置在所述电力巡检机器人工作场地的固定图像采集装置的发送的图像数据。
4.根据权利要求1所述的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的方法,其特征在于,所述电力巡检机器人的行进数据包括电力巡检机器人的规划路线和当前行进速度。
5.一种基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统,其特征在于,包括:电力巡检机器人,所述电力巡检机器人顶部安装有可360°拍摄得的第一图像采集模块;
多个固定图像采集装置,所述固定图像采集装置分散设置在电力巡检机器人的工作场所,用于采集所述工作场所的工作场景;和
控制中心,所述控制中心与电力巡检机器人和固定图像采集装置通过5G通信网络通讯连接,所述控制中心接收电力巡检机器人和固定图像采集装置发送的信息,并进行分析,并向电力巡检机器人发送信息。
6.根据权利要求5所述的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统,其特征在于,所述图像采集模块包括至少四个对称且相互背向设置的图像采集装置。
7.根据权利要求5所述的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统,其特征在于,所述电力巡检机器人还包括控制芯片、第一5G通讯模块、驱动模块、电源模块;所述电源模块与控制芯片、第一5G通讯模块、驱动模块、第一图像采集模块电性连接;所述控制芯片与第一5G通讯模块、驱动模块、第一图像采集模块电信连接;所述第一5G通讯模块与控制中心无线通讯连接。
8.根据权利要求7所述的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统,其特征在于,所述控制芯片为STM32或MSP430中的任一种。
9.根据权利要求7所述的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统,其特征在于,所述固定图像采集装置包括第二图像采集模块和第二5G通讯模块,所述第二5G通讯模块与第二图像采集模块电性连接,所述第二5G通讯模块与所述控制中心电性连接。
10.根据权利要求9所述的基于5G实现智能电网电力巡检机器人远程避障的系统,其特征在于,所述第一图像采集模块和第二图像采集模块均包括摄像头和数据处理模块。
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