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智能变电站巡检机器人研制及应用 被引量：193
1
作者 周立辉 张永生 +2 位作者 孙勇 梁涛 鲁守银 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第19期85-88,96,共5页
介绍了一种基于移动机器人的设备巡检系统在智能变电站的应用情况。该系统携带可见光摄像机、红外热像仪、拾音器等传感器,基于磁轨迹实现最优路径规划和双向行走,以自主或遥控方式对站内一次设备进行巡检,及时发现设备热缺陷和外观异常... 介绍了一种基于移动机器人的设备巡检系统在智能变电站的应用情况。该系统携带可见光摄像机、红外热像仪、拾音器等传感器,基于磁轨迹实现最优路径规划和双向行走,以自主或遥控方式对站内一次设备进行巡检,及时发现设备热缺陷和外观异常;通过图像处理和模式识别,判别出开关和刀闸的分合状态,并在遥控或顺序控制操作时,与智能变电站顺控系统配合,代替人工实现被控设备位置的自动校核。现场实际应用情况表明,移动式变电站设备巡检机器人为智能变电站或无人值守变电站的运行管理提供了一种创新型的设备检测和监控手段。 展开更多
关键词 智能变电站 巡检机器人 顺序控制 磁轨迹 最优路径规划
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架空电力线路巡线机器人的研究综述 被引量：122
2
作者 张运楚 梁自泽 谭民 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期467-473,共7页
回顾了国内外架空电力线路巡线机器人的研究现状 ,分析了几种巡线机器人的结构特点及存在的问题 ,详细探讨了巡线机器人避障、工作电源及线路故障探测等关键技术 .最后 ,展望了架空线路巡线机器人的发展趋势和应用前景 .
关键词 巡线机器人 架空电力线 故障探测 避障
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移动机器人在高压变电站中的应用 被引量：89
3
作者 鲁守银 张营 +1 位作者 李建祥 慕世友 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期276-284,共9页
为了更好地促进变电站巡检机器人在变电站中的应用推广,推进变电站无人值守进程,在详细分析了变电站设备巡检的现场需求基础上,提出了一种变电站设备巡检机器人分层混合式体系结构,并设计了适用于变电站环境的精确导航定位系统、可靠的... 为了更好地促进变电站巡检机器人在变电站中的应用推广,推进变电站无人值守进程,在详细分析了变电站设备巡检的现场需求基础上,提出了一种变电站设备巡检机器人分层混合式体系结构,并设计了适用于变电站环境的精确导航定位系统、可靠的电源管理系统和通讯系统。同时,对变电站设备热缺陷及外观异常精确识别和声音异常诊断的检测系统进行了设计,并对巡检机器人的可靠性、安全性、可行性进行了现场验证。结果表明:变电站巡检机器人可以更好地适应复杂非结构化的变电站环境,实现较精确的自主定位导航,并具备长时间的能源保障和可靠安全的通讯功能,解决了变电站设备精准识别、检测及和后台分析诊断实现问题,保证了巡检机器人安全稳定的在线监测作业,满足变电站设备现场巡检的需求。最后给出了巡检机器人下一阶段研究的几点建议。 展开更多
关键词 变电站 巡检机器人 自主行为 导航定位 设备检测 故障诊断分析
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变电站巡检机器人应用现状和主要性能指标分析 被引量：88
4
作者 蔡焕青 邵瑰玮 +3 位作者 胡霁 文志科 王兴照 吕俊涛 《电测与仪表》 北大核心 2017年第14期117-123,共7页
近年来,随着无人值守智能变电站的快速发展,变电站智能巡检机器人得到了广泛应用。文章选取典型机型的变电站巡检机器人进行了试验,总结分析了主要性能指标现状,针对电网巡检应用需求,提出了在巡检能力、运动功能、抗电磁干扰性、环境... 近年来,随着无人值守智能变电站的快速发展,变电站智能巡检机器人得到了广泛应用。文章选取典型机型的变电站巡检机器人进行了试验,总结分析了主要性能指标现状,针对电网巡检应用需求,提出了在巡检能力、运动功能、抗电磁干扰性、环境适应性等方面需进一步改进的方向,指出小型化、工具化和集中使用型变电站机器人是未来应用的主流,提出应建立变电站巡检机器人技术标准体系,进一步加强试验能力建设,以确保变电站巡检机器人的质量。 展开更多
关键词 变电站 巡检机器人 试验测试 巡检能力 运动功能 抗电磁干扰性能
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高压架空输电线路自动巡线机器人的研制 被引量：55
5
作者 周风余 吴爱国 +2 位作者 李贻斌 王吉岱 梁自泽 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第23期89-91,共3页
介绍了自行研制的110 kV高压架空输电线路巡线机器人。该机器人机械结构设计合理、巧妙;控制系统采用两级分布式计算机控制结构,规划级用于机器人管理和路径规划,直接控制级用于机器人的姿态和运动控制。实验线路上的运行表明,较好地解... 介绍了自行研制的110 kV高压架空输电线路巡线机器人。该机器人机械结构设计合理、巧妙;控制系统采用两级分布式计算机控制结构,规划级用于机器人管理和路径规划,直接控制级用于机器人的姿态和运动控制。实验线路上的运行表明,较好地解决了自主越障问题,可以完成规定的巡检任务,具有非常广泛的应用前景。 展开更多
关键词 高压架空输电线 巡线机器人 自主越障 巡检
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一种适用于变电站巡检机器人的仪表识别算法 被引量：60
6
作者 房桦 明志强 +2 位作者 周云峰 李红玉 李健 《自动化与仪表》 北大核心 2013年第5期10-14,共5页
该文提出一种改进的适合智能变电站巡检机器人室外工作环境的变电站仪表设备的读数识别算法。首先针对各个不同种类的仪表设备图像,进行设备模板化处理,并在模板库中建立各仪表的min刻度和max刻度的位置信息。对于机器人实时采集的仪表... 该文提出一种改进的适合智能变电站巡检机器人室外工作环境的变电站仪表设备的读数识别算法。首先针对各个不同种类的仪表设备图像,进行设备模板化处理,并在模板库中建立各仪表的min刻度和max刻度的位置信息。对于机器人实时采集的仪表设备图像,在后台服务中调取相应设备的模板图,利用尺度不变特征变换(SIFT)算法,在输入图像中匹配提取仪表表盘区域子图像。而后对表盘子图像进行二值化、仪表指针骨干化处理,利用快速霍夫变换(fast Hough transform)检测指针直线去除噪音干扰,定位指针精确位置和指向角度,完成指针读数。此算法经过国内某500 kV智能变电站巡检机器人实地测试,各种仪表综合识别率超过99.2%,对仪表的读数具有高精度高鲁棒性,完全满足该智能变电站推进无人值守的仪表设备读数自动检测识别的要求。 展开更多
关键词 智能变电站 巡检机器人 仪表识别 SI FT配准 快速霍夫变换
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煤矿综采工作面巡检机器人系统研究 被引量：52
7
作者 张树生 马静雅 +1 位作者 岑强 朱宇昌 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期136-140,共5页
针对煤矿井下综采工作面生产安全、设备运行状况监测等问题,设计了一种柔性轨道式综采工作面巡检机器人系统。重点介绍了该机器人系统的组成结构,分别论述了巡检机器人本体、基站和远程工作站的设计方法,阐述了适用于工作面狭小空间、... 针对煤矿井下综采工作面生产安全、设备运行状况监测等问题,设计了一种柔性轨道式综采工作面巡检机器人系统。重点介绍了该机器人系统的组成结构,分别论述了巡检机器人本体、基站和远程工作站的设计方法,阐述了适用于工作面狭小空间、多弯曲度的柔性轨道组成和结构设计,最后介绍了包括多机器人协作方法等巡检机器人系统的控制软件设计方法。研究表明:该巡检机器人系统监测功能齐全、适应能力强,解决了在煤矿井下工作面有限空间内、复杂工况下的生产监控问题。 展开更多
关键词 煤矿 综采工作面 柔性轨道 巡检机器人 煤矿智能化
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基于激光雷达的巡检机器人导航系统研究 被引量：52
8
作者 季宇寒 李寒 +3 位作者 张漫 王琪 贾稼 王库 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期14-21,共8页
智能巡检机器人能够高效、可靠地完成巡检任务,降低工作人员的劳动强度,准确、稳定的导航定位是巡检机器人执行巡检任务的基础。本文研究了基于激光雷达的巡检机器人导航系统,可实现机器人在室内外环境下的地图建立、路径规划和导航定... 智能巡检机器人能够高效、可靠地完成巡检任务,降低工作人员的劳动强度,准确、稳定的导航定位是巡检机器人执行巡检任务的基础。本文研究了基于激光雷达的巡检机器人导航系统,可实现机器人在室内外环境下的地图建立、路径规划和导航定位。导航系统由远程监控平台与巡检机器人组成,远程监控平台发布巡检任务、监控机器人状态、查询与存储检测数据,巡检机器人可实现自主导航定位、遍历检测点、执行数据采集等巡检任务,二者通过无线网络实现远程数据交互。融合激光雷达与编码器信息,使用高鲁棒性Gmapping算法建立二维环境地图。根据地图与检测点信息,采用分支界定算法搜索最优巡检路线,以减少巡检时间和能源消耗。使用自适应蒙特卡罗定位(AMCL)算法估计机器人位置和姿态,结合巡检路线,进行导航定位。根据横向偏差与航向偏差,通过经典的PID算法完成机器人驱动控制。机器人搭载可见光相机与红外相机,可对目标进行可见光通道与红外通道的融合图像检测。对巡检机器人进行了室内导航定位试验,试验结果表明,在1 m/s的速度下,位置与航向偏差的平均绝对误差(MAE)分别小于5 cm和1.1°,标准差(SD)分别小于5 cm和1.5°,能够满足巡检导航定位的要求。 展开更多
关键词 巡检机器人 导航 激光雷达
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桥梁智能检测技术研究与应用 被引量：48
9
作者 钟继卫 王波 +1 位作者 王翔 汪正兴 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期1-6,共6页
为促进桥梁检测向更智能、更高效、更精确的方向发展,我国桥梁科研单位自主研发了一系列桥梁智能检测技术及装备。桥梁/路基竖向位移高精度自动监测技术,利用微压差半封闭连通管式竖向位移传感器,可高精度、全天候测试桥梁挠度和路基沉... 为促进桥梁检测向更智能、更高效、更精确的方向发展,我国桥梁科研单位自主研发了一系列桥梁智能检测技术及装备。桥梁/路基竖向位移高精度自动监测技术,利用微压差半封闭连通管式竖向位移传感器,可高精度、全天候测试桥梁挠度和路基沉降;便携式无线智能索力检测技术,以智能手机作为终端,可便捷、高效地测试拉索索力;超声螺栓轴力测试技术,利用超声波高精度测量悬索桥索夹螺杆轴力;长大桥梁线形快速检测技术,可实现以厘米级的精度对长大桥梁及城市环线线形的普通车载式快速检测;结构外观病害及变形图像识别技术,可自动对桥梁表观病害与动态位移定量分析。在此基础上,研制了全自动智能机器人、巡检无人机替代传统的人工检测方式,实现了桥梁各类复杂、隐蔽、高空部位的检测。这些先进的桥梁智能检测技术已经在我国桥梁领域进行了工程应用,大幅提高了桥梁检测的广度、精度及效率。 展开更多
关键词 桥梁结构 智能检测 竖向位移传感器 无线索力仪 超声轴力测试 图像识别 检测机器人 巡检无人机
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对特高压变电站巡检机器人路径规划改进蚁群算法的研究 被引量：41
10
作者 董翔宇 季坤 +1 位作者 朱俊 杨波 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第18期154-160,共7页
针对当前变电站巡检机器人路径规划算法存在的规划和适应性较弱等问题,在特高压变电站巡检机器人系统结构的基础上,提出了一种结合蚁群优化算法和人工势场算法的特高压变电站路径规划方法。将蚁群算法的传统单向搜索改进为双向搜索,在... 针对当前变电站巡检机器人路径规划算法存在的规划和适应性较弱等问题,在特高压变电站巡检机器人系统结构的基础上,提出了一种结合蚁群优化算法和人工势场算法的特高压变电站路径规划方法。将蚁群算法的传统单向搜索改进为双向搜索,在启发因子中加入人工势场力的合成方向,并对转移概率进行改进。通过栅格法构建特高压变电站仿真环境,进一步验证了所提规划方法的优越性。仿真结果表明,改进算法具有显著改善迭代次数和最小路径的效果,20×20栅格环境迭代15次收敛到长度26的最优路径,30×30栅格环境迭代70次收敛到长度43的最优路径。 展开更多
关键词 特高压变电站 巡检机器人 路径规划 蚁群算法 人工势场算法
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基于移动式红外测温的变电站设备温度预警系统 被引量：38
11
作者 周敬嵩 俞京锋 +3 位作者 唐圣丰 杨欢红 朱斌泉 丁宇涛 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2020年第1期163-168,共6页
目前,变电站人工巡检效率低,对电气设备的测温准确率不高,导致不能对潜在的异常设备进行预警。针对此现状,提出了一种基于移动式红外测温的变电站设备温度预警系统。系统以巡检机器人为移动平台,结合红外测温、WiFi通讯、远程监控显示... 目前,变电站人工巡检效率低,对电气设备的测温准确率不高,导致不能对潜在的异常设备进行预警。针对此现状,提出了一种基于移动式红外测温的变电站设备温度预警系统。系统以巡检机器人为移动平台,结合红外测温、WiFi通讯、远程监控显示等新技术,可对变电站设备进行测温预警。在此基础上,进一步分析导致红外测温误差的影响因素,采用BP神经网络对红外测温误差进行修正。系统结合绝对测温预警和相对温差预警方式,达到理想的预警效果。该系统已在德清变电站成功投入运行,证明了系统的合理性和可靠性。 展开更多
关键词 巡检机器人 移动平台 红外测温 BP神经网络 预警
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带式输送机故障巡检机器人系统设计 被引量：36
12
作者 张涛 吴高镇 《工矿自动化》 北大核心 2018年第10期72-76,共5页
针对现有带式输送机故障检测方法劳动强度大、可靠性较差等问题,提出了一种带式输送机故障巡检机器人系统设计方案。首先分析了带式输送机常见的输送带和托辊故障类型及其原因,包括输送带横向断裂、纵向撕裂、打滑、跑偏及堆煤,托辊磨... 针对现有带式输送机故障检测方法劳动强度大、可靠性较差等问题,提出了一种带式输送机故障巡检机器人系统设计方案。首先分析了带式输送机常见的输送带和托辊故障类型及其原因,包括输送带横向断裂、纵向撕裂、打滑、跑偏及堆煤,托辊磨损和转动卡死等;然后针对不同故障类型,选定了系统传感器,包括激光雷达、单目相机、烟雾传感器、声音传感器和温度传感器,并提出了相应的故障检测算法;最后给出了系统上位机和下位机软件流程。 展开更多
关键词 带式输送机 故障检测 巡检机器人 托辊故障 输送带断裂 输送带打滑 输送带跑偏 堆煤
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煤矿轨道式带式输送机巡检机器人系统设计 被引量：36
13
作者 宣鹏程 孙稚媛 +2 位作者 周东旭 涂俊 贾瑞清 《煤矿机械》 北大核心 2020年第5期1-3,共3页
针对带式输送机故障检测不及时、巡检人员劳动强度大等问题,设计了一套轨道式带式输送机巡检机器人系统。在自动巡航模式下,该系统不仅能对巷道中的环境数据实时采集存储,还能智能识别异常情况,并生成报警日志,真正实现无人值守作业,为... 针对带式输送机故障检测不及时、巡检人员劳动强度大等问题,设计了一套轨道式带式输送机巡检机器人系统。在自动巡航模式下,该系统不仅能对巷道中的环境数据实时采集存储,还能智能识别异常情况,并生成报警日志,真正实现无人值守作业,为带式输送机的安全生产提供了可靠的保障。 展开更多
关键词 巡检机器人 控制系统 驱动方案设计 异常检测
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超高压输电线路巡检机器人越障控制问题的研究 被引量：30
14
作者 付双飞 王洪光 +1 位作者 房立金 姜勇 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期341-345,366,共6页
给出了一种超高压输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现方法.根据机器人的作业任务,提出了基于传感器信息、约束信息以及动作反馈信息作为输入,产生式系统作为动作输出的越障控制方式.仿真结果表明此方法对于机器人的越障过程是有效的.
关键词 电力传输线路 巡检机器人 产生式系统 越障控制
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我国轨道式巡检机器人研究及发展现状 被引量：33
15
作者 吴锴 左兆陆 窦少校 《软件》 2018年第11期80-83,共4页
轨道式巡检机器人在国内的发展日新月异,其应用范围已经从早期应用较广的变电站领域扩展到地下矿井、污水廊道和城市综合管廊等地方。本文对国内的轨道式巡检机器人的发展进行介绍,对轨道式巡检机器人做分类,对轨道巡检机器人的常用功... 轨道式巡检机器人在国内的发展日新月异,其应用范围已经从早期应用较广的变电站领域扩展到地下矿井、污水廊道和城市综合管廊等地方。本文对国内的轨道式巡检机器人的发展进行介绍,对轨道式巡检机器人做分类,对轨道巡检机器人的常用功能做归纳,对国内轨道式巡检机器人的市场做综合分析,旨在总结我国轨道式巡检机器人的研究和发展现状,对诸多国内学者们之前的相关研究做一总结和补充。 展开更多
关键词 国内 轨道 巡检机器人 市场
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煤矿巷道悬线巡检机器人结构设计及仿真 被引量：28
16
作者 姜俊英 周展 +3 位作者 曹现刚 马晓燕 狄航 吴旭东 《工矿自动化》 北大核心 2018年第5期76-81,共6页
针对现有的煤矿巷道轮式或履带式巡检机器人结构及控制复杂、可靠性低,轨道式巡检机器人成本高、占用巷道空间资源等问题,设计了一种不受井下巷道复杂地理环境和人员及设备分布影响的煤矿巷道悬线巡检机器人。重点介绍了该机器人的结构... 针对现有的煤矿巷道轮式或履带式巡检机器人结构及控制复杂、可靠性低,轨道式巡检机器人成本高、占用巷道空间资源等问题,设计了一种不受井下巷道复杂地理环境和人员及设备分布影响的煤矿巷道悬线巡检机器人。重点介绍了该机器人的结构设计,在ADAMS软件中建立了机器人虚拟样机模型,并对其水平行走且过障、上坡且过障、下坡且过障3种运动状态进行了仿真分析。结果表明:该机器人在水平沿线方向始终能够保持匀速直线运动;在竖直方向和水平侧摆方向上有波动,但均在允许范围之内;在3种运动状态下的位移变化比较平稳。仿真结果验证了该机器人结构设计的合理性。 展开更多
关键词 煤矿巷道 巡检机器人 悬线巡检机器人 环境监测 设备运行状态监测 结构设计 双臂轮式结构 运动学仿真
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GIS局部放电智能巡检定位技术及应用 被引量：30
17
作者 牛勃 马飞越 +4 位作者 丁培 陈磊 魏莹 伍弘 马波 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期188-196,共9页
为及时诊断出GIS运行过程中的绝缘缺陷,文中依据变电站巡检机器人与带电检测设备设计了一套变电站GIS局部放电智能巡检定位系统。其中GIS局部放电巡检系统通过特高频智能检测系统对内置式特高频传感器所检测局部放电信号进行采集;之后... 为及时诊断出GIS运行过程中的绝缘缺陷,文中依据变电站巡检机器人与带电检测设备设计了一套变电站GIS局部放电智能巡检定位系统。其中GIS局部放电巡检系统通过特高频智能检测系统对内置式特高频传感器所检测局部放电信号进行采集;之后以无线通信的方式与搭载采集终端的巡检机器人通信,并将相应的数据上传至云端,实现局部放电信号的一次定位和长期跟踪。GIS局部放电定位系统基于GIS的筒型结构、声电信号的频带差、速度差以及定位示波器无线通信功能,采用Labview与MATLAB软件完成局部放电缺陷的声电联合二次高精度定位。试验证明:文中所设计的GIS局部放电智能巡检定位系统具有较高的检测灵活性与定位精度,可以应用于带电检测过程中GIS内部局部放电缺陷的跟踪定位。 展开更多
关键词 GIS 声电联合定位 巡检机器人 内置式特高频传感器 无线通信
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基于STM32的变电站巡检机器人系统设计 被引量：29
18
作者 李祥 崔昊杨 +4 位作者 皮凯云 束江 李鑫 许永鹏 盛戈皞 《现代电子技术》 北大核心 2017年第17期150-153,157,共5页
针对变电站传统人工巡检方式存在工作量大、缺乏系统分析和实时故障分析等缺点,设计了基于STM32芯片的变电站智能巡检机器人,具有自主循迹、智能诊断分析、太阳能充电、机械手臂及时切除故障等功能。详细阐述了硬件结构和软件算法设计方... 针对变电站传统人工巡检方式存在工作量大、缺乏系统分析和实时故障分析等缺点,设计了基于STM32芯片的变电站智能巡检机器人,具有自主循迹、智能诊断分析、太阳能充电、机械手臂及时切除故障等功能。详细阐述了硬件结构和软件算法设计方案,研制出巡检机器人样机,并对样机通信系统、控制系统、智能识别诊断系统进行了测试分析。测试结果表明,该巡检机器人系统能够对电力设备进行有效巡检与故障诊断,巡检效率高、安全性可靠,因此具有较高的经济效益和较强的现实意义。 展开更多
关键词 变电站 巡检机器人 太阳能 机械手臂 红外检测
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高压输电线路巡线机器人障碍物视觉检测识别研究 被引量：27
19
作者 胡彩石 吴功平 +1 位作者 曹珩 蒋国伟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2092-2096,共5页
障碍物的检测识别与定位是高压输电线路自主巡线机器人中的关键技术之一。针对220kV单分裂输电线路的结构特点,提出了一种基于视觉传感器的障碍物检测识别方法。首先,对采集的图像进行膨胀、腐蚀和高斯平滑等处理,以减少图像噪声;然后,... 障碍物的检测识别与定位是高压输电线路自主巡线机器人中的关键技术之一。针对220kV单分裂输电线路的结构特点,提出了一种基于视觉传感器的障碍物检测识别方法。首先,对采集的图像进行膨胀、腐蚀和高斯平滑等处理,以减少图像噪声;然后,利用Otsu算法对Canny算子进行改良来提取图像边缘,以减少光线变化带来的影响;最后,提取边缘图像中某些图形基元并施加结构约束,实现障碍物的检测识别。大量的试验研究表明,该方法能有效地检测识别高压输电线路的导线、防震锤、悬垂绝缘子和耐张绝缘子等结构物。 展开更多
关键词 巡线机器人 障碍识别 OTSU算法 CANNY算子 结构约束
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高压多分裂输电线路自主巡检机器人及其应用 被引量：27
20
作者 吴功平 曹珩 +1 位作者 皮渊 付兴伟 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期96-102,共7页
介绍了一种沿(超)高压多分裂输电线路行驶的自主巡检机器人,包括自主巡检机器人本体、地面基站、巡检后台管理系统.机器人机械结构的设计针对多分裂线路特色的障碍物如均压环、间隔棒的结构特点以及线路受到多种作用力后复杂变形的几何... 介绍了一种沿(超)高压多分裂输电线路行驶的自主巡检机器人,包括自主巡检机器人本体、地面基站、巡检后台管理系统.机器人机械结构的设计针对多分裂线路特色的障碍物如均压环、间隔棒的结构特点以及线路受到多种作用力后复杂变形的几何特点完成,使得机器人能顺利通过各种障碍物,完成线路的全程自主巡检.通过介绍本系统的关键技术:移动机器人机构、控制系统设计、基于电磁导航与机器视觉的自主巡检系统,给出自主巡检机器人的一个典型实例.不同环境下的现场运行试验表明,该巡检机器人系统正确、实用. 展开更多
关键词 巡检机器人 多分裂输电线路 机构 电磁导航 自主巡检
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