本發(fā)明涉及輸電線路智能巡檢機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國地域遼闊，各地區(qū)的地形氣候等自然環(huán)境差異較大，絕大部分輸電線路偏遠(yuǎn)，諸多線路跨越大江大河、崇山峻嶺，甚至原始森林和無人區(qū)，并且經(jīng)常遭遇嚴(yán)重覆冰等自然災(zāi)害，使得傳統(tǒng)的人工目測巡線方式存在工作量大效率偏低檢測準(zhǔn)確率低且危險(xiǎn)性高等缺點(diǎn)。此外，隨著線路走廊森林植被保護(hù)加強(qiáng)和氣候環(huán)境變化的加劇，巡線任務(wù)越來越繁重，巡線工作環(huán)境越來越危險(xiǎn)、惡劣，尤其是近兩年人工成本大幅度增加和人們對(duì)工作環(huán)境要求的提高，更加重巡線難和難于巡線的難題。因此，使用巡檢機(jī)器人檢測故障是未來巡線方式的一個(gè)發(fā)展方向。巡檢機(jī)器人巡檢線路，不僅是解決目前人工巡線難和難于巡線的有效技術(shù)手段，而且相對(duì)直升或無人機(jī)巡線而言，它具有突出優(yōu)勢：一是安全，能適應(yīng)野外氣候環(huán)境，尤其是能在惡劣氣候環(huán)境下不下線生存；二是近距離巡檢質(zhì)量高、效果好；三是成本低；四是使用簡單、方便。

高壓、特高壓電力線路的日常安全維護(hù)等業(yè)務(wù)需要高效、自動(dòng)化處理，這要求巡檢機(jī)器人具備多傳感器巡檢系統(tǒng)多源數(shù)據(jù)融合互補(bǔ)的特性。而現(xiàn)有巡檢機(jī)器人是通過激光掃描儀獲取目標(biāo)到傳感器的距離并通過GPS定位系統(tǒng)獲取傳感器的位置，當(dāng)在惡劣環(huán)境下(城市峽谷、橋梁隧道建筑或樹木密集區(qū)域)或者GPS系統(tǒng)不可靠的情況下，便不能準(zhǔn)確獲取傳感器的位置進(jìn)而造成目標(biāo)到傳感器的距離測量不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人及系統(tǒng)，通過在機(jī)器人上設(shè)置數(shù)據(jù)融合互補(bǔ)定位模塊和慣性導(dǎo)航單元，使得在定位模塊不可靠的情況下，利用慣性導(dǎo)航單元不間斷地得到高精度的位置信息和姿態(tài)信息，而在慣性導(dǎo)航單元誤差變大的情況下利用定位模塊對(duì)慣性導(dǎo)航單元進(jìn)行修正來繼續(xù)輸出傳感器高精度的位置信息和姿態(tài)信息，解決了現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)在惡劣環(huán)境下(城市峽谷、橋梁隧道建筑或樹木密集區(qū)域)或者GPS系統(tǒng)不可靠的情況下，便不能準(zhǔn)確獲取傳感器的位置進(jìn)而造成目標(biāo)到傳感器的距離測量不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人，包括：機(jī)器人、設(shè)置在所述機(jī)器人前面和后面的可見光圖像模塊、設(shè)置在所述機(jī)器人右側(cè)面的紅外熱像模塊、設(shè)置在所述機(jī)器人右側(cè)面的激光掃描成像測量模塊；

所述激光掃描成像測量模塊包括測量模塊和定位模塊；

所述測量模塊與所述定位模塊通過緊耦合的方式結(jié)合，并配有抗多徑技術(shù)；

所述測量模塊包括慣性導(dǎo)航單元和激光掃描單元。

可選地，

所述可見光圖像模塊包括分別設(shè)置在機(jī)器人的控制箱蓋板兩側(cè)面的兩臺(tái)高性能快球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。

可選地，

所述可見光圖像模塊還包括陀螺儀影像穩(wěn)定器。

可選地，

所述紅外熱像模塊包括設(shè)置有紅外熱像儀的紅外云臺(tái)和顯控單元；

所述紅外云臺(tái)和所述顯控單元通過無線設(shè)備或者電纜通訊連接。

可選地，

所述多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人還包括無線通信模塊。

本發(fā)明提供了一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢系統(tǒng)，包括本發(fā)明實(shí)施例提及的任意一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人。

可選地，

所述多任務(wù)載荷輸電線路巡檢系統(tǒng)還包括通過所述無線通信模塊與所述多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人通信連接的可移動(dòng)終端。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過在機(jī)器人上設(shè)置數(shù)據(jù)融合互補(bǔ)定位模塊和慣性導(dǎo)航單元，使得在定位模塊不可靠的情況下，利用慣性導(dǎo)航單元不間斷地得到高精度的位置信息和姿態(tài)信息，而在慣性導(dǎo)航單元誤差變大的情況下利用定位模塊對(duì)慣性導(dǎo)航單元進(jìn)行修正來繼續(xù)輸出傳感器高精度的位置信息和姿態(tài)信息，解決了現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)在惡劣環(huán)境下(城市峽谷、橋梁隧道建筑或樹木密集區(qū)域)或者GPS系統(tǒng)不可靠的情況下，便不能準(zhǔn)確獲取傳感器的位置進(jìn)而造成目標(biāo)到傳感器的距離測量不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人及系統(tǒng)，通過在機(jī)器人上設(shè)置數(shù)據(jù)融合互補(bǔ)定位模塊和慣性導(dǎo)航單元，使得在定位模塊不可靠的情況下，利用慣性導(dǎo)航單元不間斷地得到高精度的位置信息和姿態(tài)信息，而在慣性導(dǎo)航單元誤差變大的情況下利用定位模塊對(duì)慣性導(dǎo)航單元進(jìn)行修正來繼續(xù)輸出傳感器高精度的位置信息和姿態(tài)信息，解決了現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)在惡劣環(huán)境下(城市峽谷、橋梁隧道建筑或樹木密集區(qū)域)或者GPS系統(tǒng)不可靠的情況下，便不能準(zhǔn)確獲取傳感器的位置進(jìn)而造成目標(biāo)到傳感器的距離測量不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供了一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人，包括：機(jī)器人1、設(shè)置在機(jī)器人1前面和后面的可見光圖像模塊2、設(shè)置在機(jī)器人1右側(cè)面的紅外熱像模塊3、設(shè)置在機(jī)器人1右側(cè)面的激光掃描成像測量模塊4；

激光掃描成像測量4模塊包括測量模塊和定位模塊；

測量模塊與定位模塊通過緊耦合的方式結(jié)合，并配有抗多徑技術(shù)；

測量模塊包括慣性導(dǎo)航單元和激光掃描單元；

其中激光掃描單元用來獲取傳感器到目標(biāo)的距離，定位模塊用來獲取激光掃描單元的掃描儀在空中的三維精確位置，慣性導(dǎo)航單元用來測量激光掃描單元的掃描儀在空中的姿態(tài)參數(shù)(側(cè)滾角,俯仰角,航偏角)，而定位模塊和慣性導(dǎo)航單元在技術(shù)上相互補(bǔ)充，在定位模塊不可靠的情況下，利用慣性導(dǎo)航單元不間斷地得到高精度的位置信息和姿態(tài)信息，而在慣性導(dǎo)航單元誤差變大的情況下利用定位模塊對(duì)慣性導(dǎo)航單元進(jìn)行修正來繼續(xù)輸出傳感器高精度的位置信息和姿態(tài)信息，同時(shí)為激光掃描單元的掃描儀提供必要的參考信息。

可見光圖像模塊2包括分別設(shè)置在機(jī)器人1的控制箱蓋板兩側(cè)面的兩臺(tái)高性能快球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，快球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以提供全高清條件下的廣泛130dB動(dòng)態(tài)范圍，即使在惡劣的光照條件下仍可保證呈現(xiàn)清晰視頻影像，而其他攝像機(jī)在相同場景中的極強(qiáng)光和極暗光條件下表現(xiàn)不佳，快球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的幀頻高達(dá)60fps，是普通IP攝像機(jī)的兩倍，可幫助操作員以前所未有的精度從錄制的片段中發(fā)現(xiàn)并分析轉(zhuǎn)瞬即逝的事件，快球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的高級(jí)處理引擎甚至能實(shí)時(shí)校正快速攝像機(jī)平移或移動(dòng)對(duì)象的廣角畸變，支持連續(xù)360°PTZ操作，憑借700°/s業(yè)界最快的平移速度，操作者能夠通過單一無縫的動(dòng)作快速調(diào)用預(yù)設(shè)的關(guān)注區(qū)域，強(qiáng)大的30倍光學(xué)變焦提供廣域覆蓋，能夠在不損失清晰度的情況下抓取到細(xì)節(jié)特寫，而且快球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)專為提供全天候可靠性能而設(shè)計(jì)，可在-5℃至+50℃溫度范圍內(nèi)操作，快球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的去霧圖像處理功能可降低城市煙霧或霾對(duì)圖像的影響，增強(qiáng)影像清晰度。

可見光圖像模塊2還包括陀螺儀影像穩(wěn)定器，陀螺儀影像穩(wěn)定器可減輕由機(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致的攝像機(jī)抖動(dòng)。

紅外熱像模塊3包括設(shè)置有紅外熱像儀的紅外云臺(tái)和顯控單元；

紅外云臺(tái)和顯控單元通過無線設(shè)備或者電纜通訊連接；

其中紅外云臺(tái)內(nèi)置測溫?zé)嵯駜x，用來獲取輸電線路紅外測溫?cái)?shù)據(jù)、遙控自動(dòng)對(duì)焦，保存并導(dǎo)出測溫?cái)?shù)據(jù)和視頻。

多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人還包括無線通信模塊5，用于與地面基站或者終端通信傳遞數(shù)據(jù)。

請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明提供了一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢系統(tǒng)，包括本發(fā)明實(shí)施例提及的任意一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人。

多任務(wù)載荷輸電線路巡檢系統(tǒng)還包括通過無線通信模塊5與多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人通信連接的可移動(dòng)終端6。

上面是對(duì)一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和連接方式進(jìn)行的詳細(xì)說明，為便于理解，下面將以一具體應(yīng)用場景對(duì)一種多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人及系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行說明，應(yīng)用例包括：

多任務(wù)載荷輸電線路巡檢機(jī)器人通過可見光圖像模塊2、紅外熱像模塊3、激光掃描成像測量模塊4獲取輸電線路可見光影像、輸電線路紅外視頻及影像、傳感器到目標(biāo)的距離、掃描儀在空中的三維精確位置、掃描儀在空中的姿態(tài)參數(shù)(側(cè)滾角,俯仰角,航偏角)等多種數(shù)據(jù)，然后通過無線通信模塊5發(fā)送到地面基站或終端，多種數(shù)據(jù)的相互補(bǔ)充使得獲取的信息更準(zhǔn)確，從而可以更有效的檢查出輸電線路的各類型缺陷。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。