智能變電站巡檢機(jī)器人終端視覺巡檢技術(shù)研究

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0 引言

在智能變電站日常的巡檢和驗(yàn)收中,信號(hào)核對(duì)是一項(xiàng)重要的工作,需要一組人在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)接信號(hào),另一組在裝置或后臺(tái)觀察信號(hào)是否正確上報(bào),所需人數(shù)較多,工作任務(wù)重時(shí),容易出現(xiàn)人手不足的情況,這時(shí)便只能采用2人先到現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)接后再到主控室核對(duì)的方法,效率低下,停電時(shí)間也因此延長(zhǎng),由于核對(duì)時(shí)間不同步,信號(hào)可靠性也得不到保證[1]。為解決該問題,對(duì)智能變電站巡檢機(jī)器人終端視覺巡檢技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 巡檢機(jī)器人終端視覺巡檢技術(shù)研究

為確保信號(hào)核對(duì)的可靠性,機(jī)器人傳輸給現(xiàn)場(chǎng)人員的畫面應(yīng)足夠清晰,能對(duì)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確甄別。信號(hào)提取是人機(jī)交互的重要部分,是現(xiàn)場(chǎng)工作人員遠(yuǎn)程獲取后臺(tái)或保護(hù)測(cè)控畫面的功能實(shí)現(xiàn)者[2]。為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)核對(duì)的實(shí)時(shí)性,便于安裝與減輕負(fù)載,對(duì)攝像頭的動(dòng)態(tài)控制也更易于實(shí)現(xiàn),使現(xiàn)場(chǎng)人員在移動(dòng)終端即可實(shí)時(shí)看到監(jiān)控畫面,選取微型攝像頭作為巡檢機(jī)器人視覺終端的信號(hào)提取裝置。

巡檢機(jī)器人需要在主控室內(nèi)進(jìn)行移動(dòng),其主體位于地上,而對(duì)后臺(tái)機(jī)及保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行觀察時(shí),需要攝像頭進(jìn)行一定的角度移動(dòng),主要分為巡檢機(jī)器人攝像頭的固定技術(shù)以及攝像頭移動(dòng)技術(shù)兩部分,分別由支撐桿和舵機(jī)實(shí)現(xiàn)。由于微型攝像頭重量較小,對(duì)扭矩要求不高,出于平衡性及高度調(diào)節(jié)范圍的考慮,選擇能夠扭轉(zhuǎn)180°到360°的雙軸運(yùn)轉(zhuǎn)RDS3115MG型舵機(jī)。

開展信號(hào)核對(duì)工作時(shí),巡檢機(jī)器人需要在不同間隔屏柜以及后臺(tái)機(jī)之間移動(dòng),因此巡檢機(jī)器人的移動(dòng)技術(shù)也是整個(gè)視覺巡檢技術(shù)中極為重要的一部分。考慮到主控室屏柜較多,通道空間狹窄,機(jī)器人在主控室內(nèi)移動(dòng)需要足夠的靈活性。在研究巡檢機(jī)器人移動(dòng)技術(shù)時(shí)要著重考慮機(jī)器人的移動(dòng)多向性、轉(zhuǎn)彎半徑等。通過改變麥克納姆輪的輪子的轉(zhuǎn)向可實(shí)現(xiàn)底盤在原地直接向各方向移動(dòng),同時(shí)具備原地360度旋轉(zhuǎn)功能。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,共進(jìn)行三組測(cè)試,測(cè)試結(jié)束后綜合考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)果并作出相應(yīng)的分析。實(shí)驗(yàn)組使用巡檢機(jī)器人進(jìn)行檢驗(yàn),首先將巡檢機(jī)器人放置主控室內(nèi),打開巡檢機(jī)器人的電源和攝像頭,并開啟遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件,調(diào)試人員在主控室進(jìn)一步核對(duì)信號(hào)變化與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員觀察的信號(hào)變化一致,調(diào)試結(jié)束后將巡檢機(jī)器人遠(yuǎn)程操控至其指定安置位置。

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 將實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的檢驗(yàn)報(bào)告匯總分析,得到如下表所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過巡檢人數(shù)、巡檢時(shí)長(zhǎng)和巡檢信號(hào)正確率計(jì)算巡檢效率,計(jì)算公式如下所示:

其中,φ表示巡查效率,m表示巡查信號(hào)正確率,n表示巡查人數(shù),h1表示標(biāo)準(zhǔn)巡查時(shí)長(zhǎng),為5min,h2表示巡查實(shí)際時(shí)長(zhǎng)。通過巡查效率計(jì)算公式,可以求出實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)組合對(duì)照組的巡查效率,如表2所示。

表2 巡查效率

通過上表可以得到,使用實(shí)驗(yàn)組在巡查效率上遠(yuǎn)高于對(duì)照組。因此,設(shè)計(jì)的智能變電站巡查機(jī)器人終端視覺巡查技術(shù)具備實(shí)用性。

3 結(jié)束語

機(jī)器人進(jìn)行輔助巡檢,既可以精簡(jiǎn)工作人員,節(jié)省人力成本,也可以提高了巡檢效率,縮短了每次巡檢時(shí)長(zhǎng),進(jìn)一步減少了停電時(shí)間,每年可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。