專利名稱：利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力設(shè)備檢測領(lǐng)域，特別涉及一種利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡 檢的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的變電站巡檢工作主要由工作人員來完成，但對于無人值守或少人值守的變 電站，巡檢工作是一件非常困難的工作，尤其對偏遠(yuǎn)地區(qū)的變電站，需要耗費(fèi)大量的人力和 時間；另外，由于變電站多為高壓、高輻射設(shè)備，人工巡檢具有很大的危險性；同時對于無 人值守或少人值守的變電站，當(dāng)變電站故障時的應(yīng)急指揮調(diào)度難度也非常大。因此運(yùn)用智 能機(jī)器人系統(tǒng)在一定程度上代替人工對變電站實(shí)行自動巡檢，將成為變電站巡檢的發(fā)展趨 勢。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方 法，該方法充分考慮到機(jī)器人在巡檢過程中的路徑尋找和定位難題，通過利用RFID技術(shù)， 成功地解決了這一難題，為利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備巡檢開辟了一條新路。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的該利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡 檢的方法，包括以下步驟
1)在電力設(shè)備檢測點(diǎn)處設(shè)置RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽中存儲有定位信息，將各RFID標(biāo)簽 對應(yīng)的信息分別存儲于上位控制主機(jī)和巡檢機(jī)器人上的下位控制機(jī)，在巡檢機(jī)器人上安裝 RFID讀寫器；
2)啟動后，下位控制機(jī)根據(jù)上位控制主機(jī)的指令，控制巡檢機(jī)器人沿預(yù)定線路行走至 電力設(shè)備檢測點(diǎn)，利用RFID讀寫器識別RFID標(biāo)簽，開始對該處電力設(shè)備進(jìn)行信息采集。進(jìn)一步，所述步驟2)還包括以下步驟
2. 1)判斷是否需要進(jìn)行巡檢路徑規(guī)劃，如果是，上位控制主機(jī)將路徑規(guī)劃以編碼的形 式發(fā)送至下位控制機(jī)，下位控制機(jī)對編碼進(jìn)行解析后，得到每個檢測點(diǎn)的狀態(tài)情況和檢測 設(shè)備數(shù)目，進(jìn)入步驟2. 2)；如果否，則下位機(jī)讀取默認(rèn)編碼，按照默認(rèn)路徑對每個電力設(shè)備 均進(jìn)行檢測；
2. 2)判斷檢測設(shè)備的數(shù)目是否大于0，如果是，則按照規(guī)劃路徑或者默認(rèn)路徑依次對電 力設(shè)備進(jìn)行檢測；如果否，結(jié)束檢測；
進(jìn)一步，所述步驟2. 2)中，所述巡檢機(jī)器人對電力設(shè)備的檢測包括以下步驟 2. 2. 1)當(dāng)RFID讀寫器讀到RFID標(biāo)簽時，先獲取RFID標(biāo)簽的ID，當(dāng)RFID標(biāo)簽的ID與 路徑規(guī)劃一致時，巡檢機(jī)器人進(jìn)入停機(jī)檢測模式，對該處的電力設(shè)備進(jìn)行檢測，并將相關(guān)信 息發(fā)送至上位控制主機(jī)；如果不一致，返回至步驟2. 2)；
2. 2. 2)上位控制主機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)情況，決定是否停止檢測，當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢時，上 位控制主機(jī)向下位控制機(jī)發(fā)出檢測完畢信號，下位機(jī)退出停機(jī)檢測模式，返回至步驟2. 2)；
3進(jìn)一步，在步驟1)中，還包括在變電站的行進(jìn)路徑上設(shè)置磁條，在巡檢機(jī)器人的前后部 分別間隔安裝有磁傳感器，在巡檢機(jī)器人的行走過程中，通過檢測磁條的磁場以及感應(yīng)到 磁場的磁傳感器的位置計算出車體的偏差，由下位控制機(jī)對行走狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；
進(jìn)一步，在步驟1)中，還包括在變電站的路徑拐彎處設(shè)置RFID標(biāo)簽，以提供轉(zhuǎn)彎信息； 進(jìn)一步，在步驟2 )中，所述巡檢機(jī)器人通過設(shè)置在本體上的可見光攝像頭、紅外攝像頭 和超聲波傳感器完成相關(guān)信息采集；
進(jìn)一步，所述上位控制主機(jī)和下位控制機(jī)之間通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù) 傳輸。進(jìn)一步，所述方法還包括步驟3)，即將采集到的信息通過以變電站為背景的電子 地圖進(jìn)行展現(xiàn)，實(shí)時顯示出巡檢機(jī)器人的所處位置和行走路徑情況，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人狀態(tài)可視 化。本發(fā)明的有益效果是
1.本方法將RFID技術(shù)與通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)相結(jié)合，成功地解決了巡檢機(jī)器人在 行進(jìn)途中的定位和尋向問題，該方法能夠保證巡檢過程方便可靠，得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效，使 工作人員可以方便地遠(yuǎn)程監(jiān)視現(xiàn)場的工作情況和設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)了對偏遠(yuǎn)地區(qū)和無 人值守站的遙控監(jiān)測，省時省力，節(jié)約了人力成本；
2.本方法還融合電子地圖技術(shù)，控制中心根據(jù)繪制出的變電站電子地圖，對巡檢機(jī)器 人的工作過程能夠進(jìn)行全面展現(xiàn)，其顯示直觀，便于工作人員及時地了解現(xiàn)場的巡檢狀況。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并 且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可 以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要 求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述，其中
圖1為本發(fā)明的程序流程示意圖； 圖2為RFID標(biāo)簽與磁條布置示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示，本發(fā)明的利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，包括以下步 驟
1)在電力設(shè)備檢測點(diǎn)處設(shè)置RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽中存儲有定位信息，將各RFID標(biāo)簽 對應(yīng)的信息分別存儲于上位控制主機(jī)和巡檢機(jī)器人上的下位控制機(jī)，在巡檢機(jī)器人上安裝 RFID讀寫器；
2)檢測啟動后，還包括以下步驟
. 1)由下位控制機(jī)詢問是否需要進(jìn)行巡檢路徑規(guī)劃，如果是，上位控制主機(jī)將路徑規(guī)劃以編碼的形式發(fā)送至下位控制機(jī)，下位控制機(jī)對編碼進(jìn)行解析后，得到每個檢測點(diǎn)的狀 態(tài)情況和檢測設(shè)備數(shù)目，進(jìn)入步驟2. 2)；如果否，則下位機(jī)讀取默認(rèn)編碼，按照默認(rèn)路徑對 每個電力設(shè)備均進(jìn)行檢測；
2. 2)判斷檢測設(shè)備的數(shù)目是否大于0，如果是，則按照規(guī)劃路徑或者默認(rèn)路徑依次對電 力設(shè)備進(jìn)行檢測；如果否，結(jié)束檢測。在步驟2. 2)中，巡檢機(jī)器人對電力設(shè)備的檢測包括以下步驟
2. 2. 1)當(dāng)RFID讀寫器讀到RFID標(biāo)簽時，先獲取RFID標(biāo)簽的ID，當(dāng)RFID標(biāo)簽的ID與 路徑規(guī)劃一致時，巡檢機(jī)器人進(jìn)入停機(jī)檢測模式，對該處的電力設(shè)備進(jìn)行檢測，并將相關(guān)信 息發(fā)送至上位控制主機(jī)；如果不一致，返回至步驟2. 2)；
2. 2. 2)上位控制主機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)情況，決定是否停止檢測，當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢時，上 位控制主機(jī)向下位控制機(jī)發(fā)出檢測完畢信號，下位機(jī)退出停機(jī)檢測模式，返回至步驟2. 2)。3)將采集到的信息通過以變電站為背景的電子地圖進(jìn)行展現(xiàn)，實(shí)時顯示出巡檢機(jī) 器人的所處位置和行走路徑情況，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人狀態(tài)可視化。該步驟3)是在利用GIS (地理信息系統(tǒng))技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過圖形的方式實(shí)時展 現(xiàn)機(jī)器人行走路徑、機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備定位位置以及實(shí)施路徑規(guī)劃等。在地理信息系統(tǒng) 開發(fā)軟件和計算機(jī)硬件的支持下，將實(shí)際的地理空間信息與計算機(jī)虛擬的圖形界面關(guān)聯(lián)起 來，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。如圖2所示，作為本方法的一種改進(jìn)，在步驟1)中，還可以在變電站的行進(jìn)路徑上 設(shè)置磁條，在巡檢機(jī)器人的前后部分別間隔安裝有磁傳感器，在巡檢機(jī)器人的行走過程中， 通過檢測磁條的磁場以及感應(yīng)到磁場的磁傳感器的位置計算出車體的偏差，由下位控制機(jī) 對行走狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，另外，還可以在變電站的路徑拐彎處設(shè)置RFID標(biāo)簽，以提供轉(zhuǎn)彎信 肩、ο本發(fā)明中，巡檢機(jī)器人通過設(shè)置在本體上的可見光攝像頭、紅外攝像頭和超聲波 傳感器完成相關(guān)信息采集。而所述上位控制主機(jī)和下位控制機(jī)之間通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，其特征在于包括以下步驟1)在電力設(shè)備檢測點(diǎn)處設(shè)置RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽中存儲有定位信息，將各RFID標(biāo)簽對應(yīng)的信息分別存儲于上位控制主機(jī)和巡檢機(jī)器人上的下位控制機(jī)，在巡檢機(jī)器人上安裝RFID讀寫器；2)啟動后，下位控制機(jī)根據(jù)上位控制主機(jī)的指令，控制巡檢機(jī)器人沿預(yù)定線路行走至電力設(shè)備檢測點(diǎn)，利用RFID讀寫器識別RFID標(biāo)簽，開始對該處的電力設(shè)備進(jìn)行信息采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，其特征在于 所述步驟2)還包括以下步驟2. 1)判斷是否需要進(jìn)行巡檢路徑規(guī)劃，如果是，上位控制主機(jī)將路徑規(guī)劃以編碼的形 式發(fā)送至下位控制機(jī)，下位控制機(jī)對編碼進(jìn)行解析后，得到每個檢測點(diǎn)的狀態(tài)情況和檢測 設(shè)備數(shù)目，進(jìn)入步驟2. 2)；如果否，則下位機(jī)讀取默認(rèn)編碼，按照默認(rèn)路徑對每個電力設(shè)備 均進(jìn)行檢測；2.2)判斷檢測設(shè)備的數(shù)目是否大于0，如果是，則按照規(guī)劃路徑或者默認(rèn)路徑依次對電 力設(shè)備進(jìn)行檢測；如果否，結(jié)束檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，其特征在于 所述步驟2. 2)中，所述巡檢機(jī)器人對電力設(shè)備的檢測包括以下步驟2. 2. 1)當(dāng)RFID讀寫器讀到RFID標(biāo)簽時，先獲取RFID標(biāo)簽的ID，當(dāng)RFID標(biāo)簽的ID與 路徑規(guī)劃一致時，巡檢機(jī)器人進(jìn)入停機(jī)檢測模式，對該處的電力設(shè)備進(jìn)行檢測，并將相關(guān)信 息發(fā)送至上位控制主機(jī)；如果不一致，返回至步驟2. 2)；2. 2. 2)上位控制主機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)情況，決定是否停止檢測，當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢時，上 位控制主機(jī)向下位控制機(jī)發(fā)出檢測完畢信號，下位機(jī)退出停機(jī)檢測模式，返回至步驟2. 2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，其特征在于 在步驟1)中，還包括在變電站的行進(jìn)路徑上設(shè)置磁條，在巡檢機(jī)器人的前后部分別間隔安 裝有磁傳感器，在巡檢機(jī)器人的行走過程中，通過檢測磁條的磁場以及感應(yīng)到磁場的磁傳 感器的位置計算出車體的偏差，由下位控制機(jī)對行走狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，其特征在于 在步驟1)中，還包括在變電站的路徑拐彎處設(shè)置RFID標(biāo)簽，以提供轉(zhuǎn)彎信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，其特征在于 在步驟2)中，所述巡檢機(jī)器人通過設(shè)置在本體上的可見光攝像頭、紅外攝像頭和超聲波傳 感器完成相關(guān)信息采集。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，其特征在于 所述上位控制主機(jī)和下位控制機(jī)之間通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，其特征在于 所述方法還包括步驟3)，即將采集到的信息通過以變電站為背景的電子地圖進(jìn)行展現(xiàn)，實(shí) 時顯示出巡檢機(jī)器人的所處位置和行走路徑情況，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人狀態(tài)可視化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備智能巡檢的方法，是在電力設(shè)備檢測點(diǎn)處設(shè)置RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽中存儲有定位信息，將各RFID標(biāo)簽對應(yīng)的信息分別存儲于上位控制主機(jī)和巡檢機(jī)器人上的下位控制機(jī)，在巡檢機(jī)器人上安裝RFID讀寫器；檢測啟動后，下位控制機(jī)根據(jù)上位控制主機(jī)的指令，控制巡檢機(jī)器人沿預(yù)定線路行走至電力設(shè)備檢測點(diǎn)，利用RFID讀寫器識別RFID標(biāo)簽，完成對電力設(shè)備的信息采集，本方法將RFID技術(shù)與通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)相結(jié)合，成功地解決了巡檢機(jī)器人在行進(jìn)途中的定位和尋向問題，該方法能夠保證巡檢過程方便可靠，得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效，使工作人員可以方便地遠(yuǎn)程監(jiān)視現(xiàn)場的工作情況和設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)了對偏遠(yuǎn)地區(qū)和無人值守站的遙控監(jiān)測。
文檔編號G05D1/00GK101984382SQ20101050843
公開日2011年3月9日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者姚林, 胡啟明, 譚昊 申請人:重慶市電力公司超高壓局