智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)
[0001 ]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?015109564875、申請(qǐng)日為2015年12月17日、發(fā)明名稱(chēng)為“智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)”的專(zhuān)利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電網(wǎng)維護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前，各個(gè)國(guó)家的供電管理部門(mén)針對(duì)鳥(niǎo)害故障的規(guī)律進(jìn)行不同的鳥(niǎo)害故障處理，然而，這些處理都是等待故障出現(xiàn)后才進(jìn)行，不如在故障出現(xiàn)之前即對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)進(jìn)行驅(qū)逐來(lái)的效果更為直接。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)供電線路的鳥(niǎo)類(lèi)驅(qū)逐仍停留在人工排除階段，過(guò)于原始，效率不尚且成本昂貴。
[0005]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)，一方面，替換人工操作，采用機(jī)械進(jìn)行供電線路的全程維護(hù)，另一方面，采用現(xiàn)場(chǎng)電子化設(shè)備進(jìn)行鳥(niǎo)體檢測(cè)，并將驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備的操作與檢測(cè)出的鳥(niǎo)的類(lèi)型對(duì)應(yīng)起來(lái)，從而有力地維護(hù)供電線路的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一套能夠使用各種供電線路復(fù)雜環(huán)境的巡視機(jī)器人平臺(tái)，同時(shí)在巡視機(jī)器人平臺(tái)上集成了基于高精度圖像識(shí)別的鳥(niǎo)體檢測(cè)設(shè)備，確定出供電線路附近飛鳥(niǎo)的類(lèi)型，隨后，集成了激光驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備用于根據(jù)不同的飛鳥(niǎo)類(lèi)型發(fā)出不同波長(zhǎng)的驅(qū)鳥(niǎo)激光，提高了激光的效率。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括激光驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備、CXD視覺(jué)傳感器、鳥(niǎo)體檢測(cè)設(shè)備和機(jī)器人主體架構(gòu)，CXD視覺(jué)傳感器用于采集供電線路圖像，鳥(niǎo)體檢測(cè)設(shè)備與CCD視覺(jué)傳感器連接，用于識(shí)別供電線路圖像中的目標(biāo)鳥(niǎo)體類(lèi)型，機(jī)器人主體架構(gòu)與激光驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備和鳥(niǎo)體檢測(cè)設(shè)備分別連接，用于基于目標(biāo)鳥(niǎo)體類(lèi)型確定激光驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備發(fā)射的驅(qū)鳥(niǎo)激光的波長(zhǎng)。
[0008]更具體地，在所述智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)中，包括:激光驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，包括信號(hào)接收通道、內(nèi)置存儲(chǔ)器和激光發(fā)射器;信號(hào)接收通道用于接收目標(biāo)鳥(niǎo)類(lèi)類(lèi)型;激光發(fā)射器與內(nèi)置存儲(chǔ)器和信號(hào)接收通道分別連接，根據(jù)目標(biāo)鳥(niǎo)類(lèi)類(lèi)型在內(nèi)置存儲(chǔ)器中查找對(duì)應(yīng)鳥(niǎo)類(lèi)類(lèi)型所厭惡的激光波長(zhǎng)，并發(fā)射以查找到的激光波長(zhǎng)為發(fā)射波長(zhǎng)的激光;MS存儲(chǔ)卡，設(shè)置在控制箱內(nèi)，預(yù)先存儲(chǔ)了鳥(niǎo)體灰度范圍，鳥(niǎo)體灰度范圍用于將圖像中的鳥(niǎo)體與背景分離，MS存儲(chǔ)卡還預(yù)先存儲(chǔ)了各個(gè)灰度化鳥(niǎo)體模版，每一個(gè)灰度化鳥(niǎo)體模版對(duì)應(yīng)一種鳥(niǎo)類(lèi)，每一個(gè)灰度化鳥(niǎo)體模版為通過(guò)對(duì)相應(yīng)鳥(niǎo)類(lèi)的基準(zhǔn)鳥(niǎo)體進(jìn)行拍攝所得到的圖像執(zhí)行灰度化處理而獲得;CCD視覺(jué)傳感器，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，對(duì)供電線路附近的景象進(jìn)行拍攝以獲得供電線路圖像；鳥(niǎo)體檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在控制箱內(nèi)，包括自適應(yīng)遞歸濾波子設(shè)備、中值濾波子設(shè)備、尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備；自適應(yīng)遞歸濾波子設(shè)備與CCD視覺(jué)傳感器連接，用于對(duì)供電線路圖像執(zhí)行自適應(yīng)遞歸濾波處理，以濾除供電線路圖像中的高斯噪聲，獲得第一濾波圖像；中值濾波子設(shè)備與自適應(yīng)遞歸濾波子設(shè)備連接，用于對(duì)第一濾波圖像執(zhí)行基于5 X 5像素窗口的中值濾波處理，以濾除第一濾波圖像中的散射成分，獲得第二濾波圖像;尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備與中值濾波子設(shè)備連接，用于對(duì)第二濾波圖像執(zhí)行尺度變換增強(qiáng)處理，以增強(qiáng)圖像中目標(biāo)與背景的對(duì)比度，獲得增強(qiáng)圖像；目標(biāo)分割子設(shè)備與尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備和MS存儲(chǔ)卡分別連接，將增強(qiáng)圖像中像素灰度值在鳥(niǎo)體灰度范圍內(nèi)的所有像素組成鳥(niǎo)體子圖像，鳥(niǎo)體子圖像從增強(qiáng)圖像的背景處分離獲得；目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備與目標(biāo)分割子設(shè)備和MS存儲(chǔ)卡分別連接，將鳥(niǎo)體子圖像與各個(gè)灰度化鳥(niǎo)體模版匹配，將匹配度最高的灰度化鳥(niǎo)體模版所對(duì)應(yīng)的鳥(niǎo)類(lèi)類(lèi)型作為目標(biāo)鳥(niǎo)體類(lèi)型輸出;機(jī)器人主體架構(gòu)，包括防傾斜結(jié)構(gòu)、控制箱、無(wú)刷直流電機(jī)、吊裝環(huán)、行走機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)和壓緊機(jī)構(gòu)，防傾斜結(jié)構(gòu)位于前方供電線路上，控制箱和無(wú)刷直流電機(jī)都位于供電線路的下方，吊裝環(huán)用于將機(jī)器人主體架構(gòu)吊裝到供電線路上，行走機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)都位于供電線路上，壓緊機(jī)構(gòu)位于供電線路的下方;防傾斜結(jié)構(gòu)包括防傾斜輪、固定螺栓和連接板，連接板分別與防傾斜輪和固定螺栓連接，防止機(jī)器人主體架構(gòu)向后傾斜;控制箱內(nèi)設(shè)有主控板和電池，主控板上集成了凌陽(yáng)SPCE061A芯片、無(wú)線通信設(shè)備和靜態(tài)存儲(chǔ)器，無(wú)線通信設(shè)備用于與遠(yuǎn)端的供電運(yùn)營(yíng)服務(wù)器建立雙向無(wú)線通信鏈路;凌陽(yáng)SPCE061A芯片與行走機(jī)構(gòu)、鳥(niǎo)體檢測(cè)設(shè)備和激光驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備分別連接，接收目標(biāo)鳥(niǎo)聲類(lèi)型，判斷目標(biāo)鳥(niǎo)聲類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的飛鳥(niǎo)類(lèi)型是否對(duì)供電線路有害，如果有害，則將目標(biāo)鳥(niǎo)聲類(lèi)型作為目標(biāo)鳥(niǎo)類(lèi)類(lèi)型發(fā)送給激光驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備的激光發(fā)射器，并向行走機(jī)構(gòu)發(fā)送停止行走命令，如果無(wú)害，則向行走機(jī)構(gòu)發(fā)送繼續(xù)行走命令;無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)減速器與行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪和壓緊機(jī)構(gòu)的壓緊輪分別連接;行走機(jī)構(gòu)包括同步帶、同步帶張緊機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)輪和水平放置的三個(gè)V型輪，驅(qū)動(dòng)輪為三個(gè)V型輪在供電線路上的行走提供動(dòng)力，同步帶依次經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)輪、同步帶張緊機(jī)構(gòu)和三個(gè)V型輪以保持三個(gè)V型輪的同步行走;鎖緊機(jī)構(gòu)包括順序連接的活動(dòng)扳手、中間支撐件、底部銷(xiāo)件和U型螺栓，用于防止機(jī)器人主體架構(gòu)從供電線路處墜落;壓緊機(jī)構(gòu)與無(wú)刷直流電機(jī)連接，包括壓緊輪、棘輪、棘爪、復(fù)位彈簧和壓緊彈簧，壓緊輪為V型結(jié)構(gòu)，用于在壓緊彈簧的作用下壓緊供電線路的架空地線，棘輪與棘爪用于鎖住或放開(kāi)壓緊輪，復(fù)位彈簧用于在壓緊輪被放開(kāi)時(shí)將壓緊輪復(fù)位;接觸式開(kāi)關(guān)傳感器，位于防傾斜結(jié)構(gòu)上，與凌陽(yáng)SPCE06IA芯片電性連接，用于在接觸到供電線路障礙時(shí)，發(fā)送接觸障礙信號(hào)；紅外傳感器，位于防傾斜結(jié)構(gòu)上，與凌陽(yáng)SPCE061A芯片電性連接，用于在距離前方供電線路障礙400毫米時(shí)，發(fā)出障礙預(yù)警信號(hào)；高清攝像設(shè)備，位于防傾斜結(jié)構(gòu)上，與凌陽(yáng)SPCE061A芯片電性連接，用于采集除冰刀具前方供電線路的高清圖像并通過(guò)凌陽(yáng)SPCE061A芯片壓縮編碼，以將壓縮后的圖像通過(guò)無(wú)線通信設(shè)備發(fā)送給遠(yuǎn)端的供電運(yùn)營(yíng)服務(wù)器;超聲波探測(cè)傳感器，與凌陽(yáng)SPCE061A芯片電性連接，用于檢測(cè)并輸出前方供電線路處的障礙物距離。
[0009]更具體地，在所述智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)中:自適應(yīng)遞歸濾波子設(shè)備、中值濾波子設(shè)備、尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備分別采用不同的FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010]更具體地，在所述智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)中:自適應(yīng)遞歸濾波子設(shè)備、中值濾波子設(shè)備、尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備被集成在一塊電路板上。
[0011]更具體地，在所述智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)中:自適應(yīng)遞歸濾波子設(shè)備、中值濾波子設(shè)備、尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備被集成在一塊FPGA芯片中。
[0012]更具體地，在所述智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)中:超聲波探測(cè)傳感器位于防傾斜結(jié)構(gòu)上。
【附圖說(shuō)明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:I激光驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備;2C⑶視覺(jué)傳感器;3鳥(niǎo)體檢測(cè)設(shè)備;4機(jī)器人主體架構(gòu)
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]為了有效地防范和減少線路因鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)引起的故障次數(shù)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，各國(guó)在對(duì)電網(wǎng)架空供電線路鳥(niǎo)害故障進(jìn)行專(zhuān)題調(diào)查的基礎(chǔ)上，在研究鳥(niǎo)害故障機(jī)理的同時(shí)，紛紛提出了鳥(niǎo)害故障的防治對(duì)策。
[0018]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的各種鳥(niǎo)害故障的防治對(duì)策都是基