本發(fā)明涉及一種機器人技術領域，特別是涉及一種提高變電站巡檢機器人穩(wěn)定性的方法及系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)的變電站巡檢工作主要由工作人員來完成，但對于無人值守或少人值守的變電站，巡檢工作是一件非常困難的工作，尤其對偏遠地區(qū)的變電站，需要耗費大量的人力和時間；其次，由于變電站多為高壓、高輻射設備，人工巡檢具有很大的危險性；同時對于無人值守或少人值守的變電站，當變電站故障時的應急指揮調度難度也非常大。因此運用機器人在一定程度上代替人工對變電站實行自動巡檢成為變電站巡檢的發(fā)展趨勢。
為了更好的實現(xiàn)偏遠地區(qū)和無人值守變電站的安全、可靠地巡檢，本申請人設計了一種巡檢機器人應用系統(tǒng)，通過無線網絡對機器人實現(xiàn)遙控巡檢。系統(tǒng)通過定位系統(tǒng)對機器人準確導航、定位，采集電氣設備的工作狀態(tài)，即時向控制中心返回設備狀態(tài)和機器人本體工作狀態(tài)。中心通過無線網絡對機器人實施監(jiān)控，對返回的數(shù)據(jù)進行處理，即時發(fā)現(xiàn)電氣設備故障，從而達到可靠的巡檢。
然而,巡檢機器人在行走過程中可能出現(xiàn)無法檢測到磁條、標簽時會與行走路線產生較大偏差，超出了系統(tǒng)的控制范圍的情況,同時機器人攜帶的設備可能出現(xiàn)故障；網絡可能會出現(xiàn)中斷等情況,這種巡檢機器人可靠性存在隱患。
應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。
技術實現(xiàn)要素：
有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠提高變電站巡檢機器人穩(wěn)定性的方法及系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種提高變電站巡檢機器人系統(tǒng)穩(wěn)定性方法，包括步驟：
機器人采用多種導航定位技術按照預定路線進行巡檢，若機器人偏離預定路線，機器人停止運行；
機器人在運行過程中檢測自身硬件的運行情況，若檢測到發(fā)生故障，根據(jù)故障采取對應的處理措施；
監(jiān)測機器人與控制中心的網絡連接情況，若檢測到網絡中斷，機器人停止運行。
進一步的，所述機器人采用多種導航定位技術按照預定路線運行，若機器人偏離預定路線，機器人停止運行步驟中：機器人在按照預定路線進行巡檢的過程中，若出現(xiàn)路線偏差，可以進行校正。
通過校正路線偏差可以使得機器人及時的回到正確的巡檢路線上，確保機器人能夠正常的進行巡檢工作。
進一步的，所述機器人采用多種導航定位技術按照預定路線運行，若機器人偏離預定路線，機器人停止運行步驟中：機器人在巡檢過程中，能夠讀取監(jiān)測點的標識信息，從而使得機器人能夠對監(jiān)測點進行檢測。
進一步的，所述機器人采用多種導航定位技術按照預定路線運行，若機器人偏離預定路線，機器人停止運行步驟中：機器人停止運行的方式包括機器人自行停止運行和通過控制中心控制機器人停止運行。
通過多種機器人停止的方式，確保機器人在偏離路線的情況下不會失控，機器人本身在確認偏離路線后可以自行停止，或者再機器人已經失控的情況下，通過控制中心控制機器人停止，這樣能進一步的確保機器人不會破壞電力設備造成損害。
進一步的，所述機器人在運行過程中檢測自身硬件的運行情況，若檢測到發(fā)生故障，根據(jù)故障采取對應的處理措施步驟中：機器人的處理器對本身硬件進行檢測，包括磁場感器的檢測、RFID讀寫器的檢測。
通過檢測自身獲取巡檢設備的硬件運行情況，確保機器人巡檢過程當中獲取的數(shù)據(jù)的準確性。
進一步的，所述機器人在運行過程中檢測自身硬件的運行情況，若檢測到發(fā)生故障，根據(jù)故障采取對應的處理措施步驟中：根據(jù)檢測到的故障，故障報警系統(tǒng)會根據(jù)不同的故障類別給出報警提示信息。
通過檢測到的不同的故障類型，給出不同的故障報警提示信息，能夠使得控制中心能夠根據(jù)報警提示信息而確認相應的解決方案，從而提高機器人出現(xiàn)故障時，及時處理故障的能力，保證巡檢機器人能夠更加穩(wěn)定持續(xù)的進行巡檢工作。
進一步的，所述監(jiān)測機器人與控制中心的網絡連接情況，若檢測到網絡中斷，機器人停止運行步驟中：機器人配置網絡檢測模塊，網絡檢測模塊檢測機器人的網絡連接情況。
進一步的，機器人與控制中心之間采用高可靠性、高傳輸帶寬的網絡設備。
采用高可靠性、高傳輸帶寬的網絡設備，一方面保證了機器人和控制中心之間的通訊暢通，另一方面可以使得巡檢機器人傳輸?shù)娇刂浦行牡臄?shù)據(jù)更加快速和流暢，使得機器人巡檢穩(wěn)定性更好。
進一步的，還包括如下步驟：根據(jù)機器人獲取的巡檢數(shù)據(jù)，通過人機界面顯示，更加直觀的了解機器人巡檢狀況。
通過人機界面顯示機器人獲取機器人獲取的巡檢數(shù)據(jù)，這樣可以將巡檢數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給監(jiān)控人員觀察，及時的判斷機器人是否正常運行。
本發(fā)明的有益效果是：機器人采用多種導航定位技術相融合，使得機器人在按照預定的路線進行巡檢，使得機器人在巡檢路線上不會出現(xiàn)大的偏差，從而出現(xiàn)失控的情況，同時如果機器人偏離了預定的巡檢路線，機器人停止運行，避免出現(xiàn)機器人脫離失控破壞巡檢系統(tǒng)的情況；
同時，機器人在運行過程中不斷檢測自身硬件設備的運行狀況。一旦出現(xiàn)故障，機器人的故障處理程序會采取相應的處理措施，必要時可以讓機器人停止工作，這樣可以避免機器人出現(xiàn)失控的情況下對自身和電力設備造成損害；
最后，通過監(jiān)測機器人的網絡連接情況，確保機器人與控制中心網絡連接通暢，這樣使得機器人通過巡檢獲取的數(shù)據(jù)能夠及時、流暢的輸送到控制中心，同時，若檢測到網路中斷，機器人停止運行，減少了因為控制中心與機器人失去聯(lián)系而導致機器人失控，這樣可以避免機器人出現(xiàn)失控的情況下對電力設備造成損害。
參照后文的說明和附圖，詳細公開了本申請的特定實施方式，指明了本申請的原理可以被采用的方式。應該理解，本申請的實施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權利要求的精神和條款的范圍內，本申請的實施方式包括許多改變、修改和等同。
針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
應該強調，術語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
附圖說明
所包括的附圖用來提供對本申請實施例的進一步的理解，其構成了說明書的一部分，用于例示本申請的實施方式，并與文字描述一起來闡釋本申請的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：
圖1是本發(fā)明一種提高變電站巡檢機器人穩(wěn)定性的方法流程圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
本發(fā)明的附圖僅做示意，不用于限制本發(fā)明的范圍，符合本發(fā)明點的方案均在本發(fā)明的范圍之內。
參見圖1，本發(fā)明提高一種提高變電站巡檢機器人系統(tǒng)穩(wěn)定性方法，包括步驟：
機器人采用多種導航定位技術按照預定路線進行巡檢，若機器人偏離預定路線，機器人停止運行；
機器人在運行過程中檢測自身硬件的運行情況，若檢測到發(fā)生故障，根據(jù)故障采取對應的處理措施；
監(jiān)測機器人與控制中心的網絡連接情況，若檢測到網絡中斷，機器人停止運行。
本發(fā)明的有益效果是：機器人采用多種導航定位技術相融合，使得機器人在按照預定的路線進行巡檢，使得機器人在巡檢路線上不會出現(xiàn)大的偏差，從而出現(xiàn)失控的情況，同時如果機器人偏離了預定的巡檢路線，機器人停止運行，避免出現(xiàn)機器人脫離失控破壞巡檢系統(tǒng)的情況；同時，機器人在運行過程中不斷檢測自身硬件設備的運行狀況。一旦出現(xiàn)故障，機器人的故障處理程序會采取相應的處理措施，必要時可以讓機器人停止工作，這樣可以避免機器人出現(xiàn)失控的情況下對自身和電力設備造成損害；最后，通過監(jiān)測機器人的網絡連接情況，確保機器人與控制中心網絡連接通暢，這樣使得機器人通過巡檢獲取的數(shù)據(jù)能夠及時、流暢的輸送到控制中心，同時，若檢測到網路中斷，機器人停止運行，減少了因為控制中心與機器人失去聯(lián)系而導致機器人失控，這樣可以避免機器人出現(xiàn)失控的情況下對電力設備造成損害。
其中，機器人采用多種導航定位技術，機器人導航系統(tǒng)由超聲波傳感器、磁傳感器以及配套的控制系統(tǒng)組成。為了使機器人能夠沿著指定路線進行巡檢，需要在機器人的巡檢線路上鋪設磁條和RFID標簽。機器人通過數(shù)據(jù)采集設備采集相關數(shù)據(jù)，控制中心根據(jù)設備采集的數(shù)據(jù)對機器人的運動姿態(tài)進行調整，為保證機器人正確地沿著指定路線行走提供了保證。
為了使機器人完成對設備的檢測任務，機器人通過其攜帶的RFID讀寫器讀取地面上的RFID標簽。RFID標簽用于標識設備監(jiān)測點。RFID讀寫器一旦讀到標簽數(shù)據(jù)，機器人就停止運行并開始監(jiān)測工作。
具體的，基于RFID設備導航，在巡檢線路上安裝RFID標簽。在轉彎的地方放置RFID標簽以提供轉彎信息。在待檢設備前設置RFID標簽提供定點信息，在RFID標簽中寫入定位信息和轉彎方向信息。在機器人安裝RFID讀寫器，機器人靠近RFID標簽時讀取標簽信息，從而判定行走的里程和行進的方向
更具體的，基于磁傳感器導航，在變電站指定的巡檢路線上每隔一定間隔鋪設磁條。在機器人前端和后端各安裝磁傳感器。磁傳感器之間間隔一定的距離，當機器人在磁條上行走時，磁傳感器檢測磁條的磁場，根據(jù)感應到磁場的磁傳感器的位置計算出車體的偏差，控制程序調用校正算法進行車體位置的校正。
其中，預定路線的規(guī)劃包括采用的方法是，獲取電力設備位置信息，在電力設備檢測點處采用RFID標簽進行定位，將RFID檢測點與檢測設備對應起來。機器人在進行設備檢測時，會根據(jù)RFID標簽位置進行定位，通過讀取標簽信息，與數(shù)據(jù)庫中存儲的設備信息聯(lián)系起來，在指定時間內完成對多個電力設備的自動檢測。若沒有對巡檢設備進行路徑規(guī)劃，則默認為檢測所有的電力設備。
具體的巡檢機器人檢測店里設備的方法是，機器人包括若干傳感器，如超聲波、磁傳感器等。這些傳感器能夠在允許的精度范圍內采集相應的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)用于導航決策或者上傳至控制中心，工作人員通過對這些數(shù)據(jù)的監(jiān)控了解機器人和電氣設備的運行狀況。
本實施例優(yōu)先的方案，所述機器人采用多種導航定位技術按照預定路線運行，若機器人偏離預定路線，機器人停止運行步驟中：機器人在按照預定路線進行巡檢的過程中，若出現(xiàn)路線偏差，可以進行校正。通過校正路線偏差可以使得機器人及時的回到正確的巡檢路線上，確保機器人能夠正常的進行巡檢工作。
具體的，機器人對路線進行校正的方法是，采用內環(huán)為主，外環(huán)為輔的控制方式：內環(huán)控制小車直線移動，外環(huán)校正小車的前進方向。
內環(huán)控制，根據(jù)機器人兩輪的速度差，通過PID運算，校正兩輪速度，保證小車直線行走。如果出現(xiàn)偏差，機器人的控制程序計算出偏離的角度和偏移距離，從而調整機器人兩驅動輪電機的轉速，調整輪子的轉向和機器人前進速度，盡量避免機器人按蛇形路徑前進
外環(huán)控制，環(huán)控制主要是前進方向的校正。如果出現(xiàn)偏差，控制程序計算出控制量，根據(jù)機器人傳感器檢測的小車的偏離角度，確定小車的轉向。偏離角度可以做用來預測小車的運動趨勢，當小車偏離角度與偏離距離同號，小車向相反方向轉動；當二者異號，小車先不做偏轉運動，等運行一段時間再判斷。確定小車轉向后再根據(jù)控制量，給控制器相應端口送電壓，從而調整機器人兩驅動輪電機的轉速和輪子的轉向，從而校正小車的前進方向。
本實施例優(yōu)先的方案，所述機器人采用多種導航定位技術按照預定路線運行，若機器人偏離預定路線，機器人停止運行步驟中：機器人在巡檢過程中，能夠讀取監(jiān)測點的標識信息，從而使得機器人能夠對監(jiān)測點進行檢測。
本實施例優(yōu)先的方案，所述機器人采用多種導航定位技術按照預定路線運行，若機器人偏離預定路線，機器人停止運行步驟中：機器人停止運行的方式包括機器人自行停止運行和通過控制中心控制機器人停止運行。通過多種機器人停止的方式，確保機器人在偏離路線的情況下不會失控，機器人本身在確認偏離路線后可以自行停止，或者再機器人已經失控的情況下，通過控制中心控制機器人停止，這樣能進一步的確保機器人不會破壞電力設備造成損害。
本實施例優(yōu)先的方案,所述機器人在運行過程中檢測自身硬件的運行情況，若檢測到發(fā)生故障，根據(jù)故障采取對應的處理措施步驟中：機器人的處理器對本身硬件進行檢測，包括磁場感器的檢測、RFID讀寫器的檢測。通過檢測自身獲取巡檢設備的硬件運行情況，確保機器人巡檢過程當中獲取的數(shù)據(jù)的準確性。
本實施例優(yōu)先的方案，所述機器人在運行過程中檢測自身硬件的運行情況，若檢測到發(fā)生故障，根據(jù)故障采取對應的處理措施步驟中：根據(jù)檢測到的故障，故障報警系統(tǒng)會根據(jù)不同的故障類別給出報警提示信息。通過檢測到的不同的故障類型，給出不同的故障報警提示信息，能夠使得控制中心能夠根據(jù)報警提示信息而確認相應的解決方案，從而提高機器人出現(xiàn)故障時，及時處理故障的能力，保證巡檢機器人能夠更加穩(wěn)定持續(xù)的進行巡檢工作。
本實施例優(yōu)先的方案，所述監(jiān)測機器人與控制中心的網絡連接情況，若檢測到網絡中斷，機器人停止運行步驟中：機器人配置網絡檢測模塊，網絡檢測模塊檢測機器人的網絡連接情況。
具體的，控制設備對機器人進行遠程控制。機器人接收來自控制中心的控制指令并對指令進行分析、判斷，將接收到的指令信息轉化為電信號發(fā)送至機器人控制器。機器人接收控制中心發(fā)來的對檢測設備的控制指令，包括對云臺、攝像儀的焦距、紅外熱像儀菜單等控制信息，檢測設備的控制器將接收到的指令轉換為電信號以控制檢測。
本實施例優(yōu)先的方案，，機器人與控制中心之間采用高可靠性、高傳輸帶寬的網絡設備。采用高可靠性、高傳輸帶寬的網絡設備，一方面保證了機器人和控制中心之間的通訊暢通，另一方面可以使得巡檢機器人傳輸?shù)娇刂浦行牡臄?shù)據(jù)更加快速和流暢，使得機器人巡檢穩(wěn)定性更好。
具體的，本方法中機器人采用的網絡是美國Axelwave公司的無線網絡設備。該無線網絡能夠提供較高的傳輸帶寬和穩(wěn)定的傳輸質量，滿足了機器人對視頻數(shù)據(jù)的傳輸要求。機器人所回傳的視頻圖像和紅外圖像質量清晰。在設備以及房屋阻擋的情況下很少出現(xiàn)畫面“卡殼”的現(xiàn)象，所產生的時間延遲在可以接受的范圍之內。
本實施例優(yōu)先的方案，一種提高變電站迅捷機器人穩(wěn)定性的方法還包括如下步驟：根據(jù)機器人獲取的巡檢數(shù)據(jù)，通過人機界面顯示，更加直觀的了解機器人巡檢狀況。通過人機界面顯示機器人獲取機器人獲取的巡檢數(shù)據(jù)，這樣可以將巡檢數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給監(jiān)控人員觀察，及時的判斷機器人是否正常運行。
具體的，機器人通過無線網絡將自身所處的位置、行走路線、正在進行的工作等狀態(tài)信息回傳至控制中心軟件，經過處理后在電子地圖上展現(xiàn)給工作人員。這使得工作人員以非常直觀的方式了解現(xiàn)場的情況，也使得人機界面十分友好。
機器人狀態(tài)顯示是在利用GIS(地理信息系統(tǒng))技術的基礎上，通過圖形的方式實時展現(xiàn)機器人行走路徑、機器人運行狀態(tài)、設備定位位置以及實施路徑規(guī)劃等。在地理信息系統(tǒng)開發(fā)軟件和計算機硬件的支持下，將實際的地理空間信息與計算機虛擬的圖形界面關聯(lián)起來，實現(xiàn)對機器人狀態(tài)的遠程監(jiān)控。
本方法確保機器人的可靠性。一旦發(fā)生故障，例如網絡中斷，傳感器故障等，機器人就會向控制中心發(fā)出報警信號，同時會啟動故障處理程序對故障采取應急處理，比如讓機器人停止運行。這樣不僅可以保護變電站內的電氣設備，而且還可以保護機器人本體不受損壞。
作為本發(fā)明的另一個實施例為采用提供使用上述方法提供巡檢機器人穩(wěn)定性的系統(tǒng)。
以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發(fā)明的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。