基于图像检测的自动化除冰机器人的制作方法_2

文档序号:9753410阅读:来源:国知局
和无线通信接口,无线通信接口与远端的供电管理服务器连接,用于接收供电管理服务器无线发送的无线控制指令,DSP处理芯片与无线通信接口、前方驱动电机、中部驱动电机和后方驱动电机分别连接,用于解析无线控制指令以确定并输出前方垂直伸缩控制信号、前方水平伸缩控制信号、中部垂直伸缩控制信号、中部水平伸缩控制信号、后方垂直伸缩控制信号或后方水平伸缩控制信号,还用于解析无线控制指令以确定前方驱动电机、中部驱动电机或后方驱动电机的驱动控制信号,DSP处理芯片还与覆冰厚度计算设备连接以接收实时冰层厚度,并向前方驱动电机发送前方切冰控制指令,控制前方切削刀片的切削力度;前方高清摄像头,位于前轮子机构上,与DSP处理芯片电性连接,用于采集前方高清图像并通过DSP处理芯片压缩编码,以将压缩后的图像通过无线通信接口发送给远端的供电管理服务器;伸缩限位开关组合,包括六个伸缩限位开关,用于分别限制前方垂直伸缩臂、前方水平伸缩臂、中部垂直伸缩臂、中部水平伸缩臂、后方垂直伸缩臂和后方水平伸缩臂的伸缩距离;刹车限位开关组合,包括两个刹车限位开关,用于分别限制前方刹车块和后方刹车块的刹车距离;控制盒移动限位开关,用于限制控制盒的移动距离。
[0009]更具体地,在所述基于图像检测的自动化除冰机器人中,所述机器人还包括:超声波探测传感器,位于前轮子机构上,与DSP处理芯片电性连接,用于检测并输出前方输电线路处的障碍物距离。
[0010]更具体地,在所述基于图像检测的自动化除冰机器人中,所述机器人还包括:接触式开关传感器,位于前轮子机构上,与DSP处理芯片电性连接,用于在接触到输电线路障碍时,发送接触障碍信号。
[0011]更具体地,在所述基于图像检测的自动化除冰机器人中,所述机器人还包括:红外传感器,位于前轮子机构上,与DSP处理芯片电性连接。
[0012]更具体地,在所述基于图像检测的自动化除冰机器人中:红外传感器用于在距离前方输电线路障碍200毫米时,发出障碍预警信号。
【附图说明】
[0013]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述,其中:
[0014]图1为根据本发明实施方案示出的基于图像检测的自动化除冰机器人的结构方框图。
[0015]附图标记:1覆冰厚度检测子系统;2机器人行走子系统
【具体实施方式】
[0016]下面将参照附图对本发明的基于图像检测的自动化除冰机器人的实施方案进行详细说明。
[0017]输电电网在气温达到零度以下时,水结成冰将会对线路、铁塔和铁塔基础产生破坏力,给人们的生活和工作带来极大的不便,也为区域经济发展造成巨大的损失。
[0018]目前,输电线路除冰的一种方案是,在搭建输电电网时,为输电线路“披”上一层超疏水涂层“外衣”,在遭遇低温冰冻雨雪灾害时,输电线路的防结冰覆冰能力将大幅提升50%_60%,从而减少电力系统安全事故发生。这种方式虽然达到了一定的防止结冰的效果,但由于防结冰覆冰能力终归有限,而且为整条输电线路都涂上超疏水涂层,经济成本非常尚O
[0019]目前还存在一些针对输电线路的巡线机器人的除冰控制方案,但由于输电电网设备过多、结构复杂,输电线路所在环境一般比较恶劣,而且机器人本身结构设计不合理,导致现有技术中的机器人除冰方案难以大批量应用,只能停留在实验室阶段;同时,现场电子冰层测量设备的缺失导致除冰效果达不到供电管理部门的要求。
[0020]为了克服上述不足,本发明搭建了一种基于图像检测的自动化除冰机器人,能够对普遍使用、未经过任何处理的输电线路进行冰层检测和冰层消除,采用机械除冰方式替换人工除冰方式,不需要任何现场人员,仅仅需要远程管理人员的少数指令,从而彻底降低了人工成本。
[0021]图1为根据本发明实施方案示出的基于图像检测的自动化除冰机器人的结构方框图,所述机器人包括覆冰厚度检测子系统和机器人行走子系统,覆冰厚度检测子系统位于机器人行走子系统上,用于对包括输电线路的图像进行图像处理以确定输电线路上的覆冰厚度,机器人行走子系统位于输电线路上,用于基于覆冰厚度对输电线路进行覆冰削除。
[0022]接着,继续对本发明的基于图像检测的自动化除冰机器人的具体结构进行进一步的说明。
[0023]所述机器人包括:MMC卡,位于控制盒内,用于预先存储预设输电线路灰度阈值取值范围和预设输电线路径向距离;环境亮度检测设备,位于前轮子机构上,用于实时检测周围的环境亮度,以输出实时环境亮度。
[0024]所述机器人包括:邻域平均值滤波设备,位于控制盒内,与前方高清摄像头连接,用于接收前方高清图像,并对前方高清图像进行邻域平均值滤波处理,以输出滤波图像。
[0025]所述机器人包括:二值化处理设备,位于控制盒内,与环境亮度检测设备和MMC卡分别连接,基于实时环境亮度在预设输电线路灰度阈值取值范围内确定输电线路灰度阈值,预设输电线路灰度阈值取值范围为150-180,输电线路灰度阈值用于将输电线路和冰层从图像背景处分离,二值化处理设备还与邻域平均值滤波设备连接,基于输电线路灰度阈值对滤波图像进行二值化处理以获得二值化图像,具体为,将滤波图像中灰度值大于输电线路灰度阈值的像素点设置为白像素点,将滤波图像中灰度值小于等于输电线路灰度阈值的像素点设置为黑像素点。
[0026]所述机器人包括:边缘检测设备,位于控制盒内,与二值化处理设备连接,对二值化处理设备输出的二值化图像进行轮廓增强处理,以获得增强图像;图像旋转处理设备,位于控制盒内,与边缘检测设备连接,对增强图像中白色像素点组成的输电线路目标进行旋转,使得输电线路目标为垂直方向排列。
[0027]所述机器人包括:覆冰厚度计算设备,位于控制盒内,与图像旋转处理设备和MMC卡分别连接,对垂直方向排列的输电线路目标确定其最大径向距离,将最大径向距离减去预设输电线路径向距离并除以2以获得输电线路的实时冰层厚度。
[0028]所述机器人包括:机器人行走机构,包括前轮子机构、中轮子机构、后轮子机构、前方刹车子机构、后方刹车子机构、前方气动伸缩子机构、后方气动伸缩子机构、中部气动伸缩子机构、基座、重心调节子机构和控制盒。
[0029]前轮子机构处于基座上方,包括前方切削刀片、前方防切削板、前方驱动电机和前方行走轮,前方切削刀片用于切除前方输电线路处的冰层,前方防切削板与前方切削刀片连接,用于在前方切削刀片进行切削操作时卡在输电线路上,实现前方切削刀片与输电线路的隔离,前方行走轮采用塑料材料,具有与输电线路相适应的圆槽,前方驱动电机与前方切削刀片和前方行走轮分别连接,用于为前方切削刀片提供切削动力的同时,为前方行走轮提供行走动力。
[0030]中轮子机构位于前轮子机构和中轮子机构中间,处于基座上方,包括中部驱动电机和中部行走轮组成,中部行走轮采用塑料材料,具有与输电线路相适应的圆槽,中部驱动电机与中部行走轮连接,用于为中部行走轮提供行走动力。
[0031]后轮子机构处于基座上方,包括后方驱动电机和后方行走轮,后方行走轮采用塑料材料,具有与输电线
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