DJR-101型变电站设备巡检移动机器人系统

其重要的作用。传统的人工巡检方式　站、移动体和变电站设备检测系统３　图像和内部温度信息的采集和处理。　由于人为因素的影响有时难以及时　部分组成（见图２）。移动体是整个机　基站系统主要用于人机交互，接　发现设备异常和潜在的故障隐患　Ｉ］。　器人系统的移动载体和信息采集控　收操作人员的各种操作指令，并将这　应用智能移动机器人进行变电站设　制载体，它主要包括移动车体、移动　些指令下达到机器人移动体运动控制　备巡检，可以充分发挥机器人的技术　体运动控制子系统和通信系统。移动　系统，同时基站系统也是了解机器人　优势，完成一些人工巡检难以完成的　体运动控制子系统硬件由嵌入式　工作状况和巡检结果的直接渠道，主　任务，从而提高巡检质量，加速推进　ＰＣ１０４主板、运动控制卡和电机驱动　要由电子地图、状态报警处理、全局路　变电站无人值守化的进程。　器组成。机器人移动本体的前２轮为　径规划、数据库、实时库、工作模块　驱动轮，由２个电机分别驱动，差速　（包括图像、声音处理模块）等构成。　机器人系统的总体结构　转向；后轮为随动式的万向轮。该方　在“８６３计划”等多项研究课题的　案具有结构简单，适应性强，便于控　２机器人系统的主要功能　资助下，由山东电力研究院鲁能智能　制系统设计等优点。移动本体能够以　该机器人系统为变电站设备非　技术有限公司、清华大学智能技术与　２前轮中心点做原地转弯，且无侧　电气信号的采集提供了一个移动载　系统国家重点实验室、山东超高压公　滑。直线运动性能与转弯性能较好，　体平台，借助该平台可以搭建不同的　司联合承担开发￣ＯＤＪＲ－１０１型变电站　移动体的有效监控和管理由移动机　检测系统或装置。目前，在该平台上　巡检智能机器人产品样机平台系统，　器人的监控中心一基站来完成。基站　已设计实现了４类检测子系统：远程　是集多传感器融合技术、电磁兼容技　和移动体之间通过无线网桥构成一　红外监测与诊断系统、设备仪表监测　术、导航及行为规划技术、机器人视　个无线局域网。无线网桥满足ＩＥＥＥ　与读取系统、声音采集处理与分析系　觉、安防技术、稳定的无线传输技术于　８　０　２．１　１标准，无遮挡传输距离为　统、运动物体闯入报警系统。　维普资讯 http://www.cqvip.com

图２机器人的总体结构　２．１远程红外监测与诊断系统　进行采集和分析。通过移动体携带的　该系统采用在线式的红外热成　麦克风进行噪音数据采集，将噪音数　像装置。包括红外图像采集装置．红　据通过　线网传回基站。系统根据　外　像处理模块、图像显示、＿ｒ手储、奄　用的需求，采用ＡＲ参数模型．高斯　询和报表生成模块。该系统可根据预　背景模彗　和频域特征分析的方法构　先设定的设备温度闯值自动进行判　造了一个综合检测模型，在基站系统　断，对超出温度闯值的设备町通过基　上对传回的噪音数据进行检测分析，　站主控计算机以声音和文本的形式　自动判断变压器是否处于正常ｊ二作　发出报警。与可见光图像识别系统配　状态。当变压器处于异常情况时发出　合，可以实现对部分关键设备内部温　故障报警，并对异常昕属类别做出进　度梯度的判断。并可生成某一一时刻变　一步的诊断。　电站的一些关键设备在…定历史时　２．４运动物体闯入侦测报警系统　间内的时间一温度曲线。　在变电站巡检机器人的作、【Ｉ，中，　２．２设备仪表监测与读取系统　监控中心需要对环境中出现的可疑　该系统在数据库中预先设定巡　目标进行重点监控。为今后查证的需　检机器人停靠点位置、仪表信息等参　要并提示监控人员的关注，需要对环　数；巡检机器人到达仪表检测与读取　境中的可疑目标进行报警和录像。系　的停靠点，读取该停靠点信息，调用　统利用视频采集压缩传输模块提供　并启动仪表检测／读取子模块；计算　的原始视频数据，分离出视频中相对　机通过无线局域网控制云台和摄像　于背景运动的目标，提取出运动目标　头到达指定的位置与姿态；另外计算　的区域，并给出声音和文本报警。　机接收巡检机器人通过无线局域网　目前ＤＪＲ一１０１型巡视机器人投　发回的图像序列，根据该停靠点信息　入运行的功能主要有红外设备巡视、　调用搜索子程序，控制云台及镜头进　安防报警巡视、自动充电３个部分。运　行表盘搜索检删；根据检删结果控制　行的程序模块包括：程序设置存储、　镜头使其得到侍检测仪表合适的图像　设备数据存储、红外巡视记录存储、　大小和尺寸，读取指针角度并换算成　安防巡视记录存储、存储记录报表生　表盘读喾殳．对于不能读取的情况，计算　成、机器人运行事件存储、红外安防　机显示合适的图像序列，由人工读取　自动巡视、自动充电、通信模块、基　并发给巡检机器人“任务完成”信号。　站界面显示及电子地图。　２．３声音采集处理与分析系统　另外，由于系统应用了无线局域　该部分主要是对变压器的噪声　网技术，无线网桥和移动站控制计算　Ｉｉ　－电力信息　・　ｒ　＿　兰　Ｌ组成了该机器人系统的多级控制　兰　统，通信带宽保证了系统数据传输　≤　）稳定性，数据传输协议的制定方便　皇　ｌ　丁软件的开发。实时数据库的引入增　强了数据在基站和侈动站传输的实　时性能。从而有效提高了数据存无线　传输中的抗干扰性能。　３结论与展望　经过几个月的现场试运行，证明　该机器人系统能代替（或部分代替）值　班人员进行变电设备的巡检，及时发　现运行没备的异常、缺陷和故障，以便　即时处理，保障系统运行的安全可靠。　变电站巡检机器人的非接触式检　测与变电站综合自动化的接触式监控　相结合，真正形成全监控方式，将大大　提高电力生产运行的自动化水平，为　电力系统安全经济生产提供保障，从　而加速推进变电站　人值守的进程。　通过该系统的研制，不仪探讨了　将机器人等多学科前沿技术应用于　电力系统的町行性，攻克或解决了利　用机器人技术进，彳变电站巡检作业　的一些关键技术和工艺环节，还为变　电站设备巡检机器人的进一步开发、　产品化推广奠定了坚实的理论和实　验基础，这对于移动机器人存类似的　强电磁干扰环境下的应用积累Ｊ　宝　贵的设计和工艺经验，提供了可供借　鉴的解决厅案。因而对于推动移动机　器人在危险、恶劣环境下的更广泛的　应用也将产生积极影响。圈　参考文献　［１］刘睿，聂鸿宇．红外检测装置在电力系统的　应用［Ｊ］．四川电力技术，２００２，２（２）：３０—３１．　［２］黄昌明，韩九强．基于无线通信的远程监控　系统研究［Ｊ］．计算机自动测量与控制　２００１　９（６）：１４—１６．　［３］Ｗｉｎｆｉｅｄ　Ａ　Ｆ　Ｔ　Ｈｏｌｌａｎｄ　０　Ｅ．Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｌｏｃａｌ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｍｏｂｉｌｅ　ｒｏｂｏｔ…．Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，２０００（２３）：５９７－６０７．　口责任编辑郝悍勇　　Ｊ１Ｏ７