如何实现智能巡检机器人与自然和环境的交互感知学习

到2020年，智能服务机器人环境感知、自然交互、自主学习、人机协作等关键技术要取得突破，智能服务机器人、智能巡检机器人实现批量生产及应用。——工信部《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》。

如何实现与自然和环境的交互感知、交互学习？给新兴的智能巡检机器人技术提出了不小的挑战。但对于已经在该领域，尤其是从事巡检机器人研发生产已有12年积累沉淀的朗驰欣创来说，这一要求并不算高。

自然导航的再定义：更接近于人的认知和判断

发明了SLAM算法的Hugh Francis Durrant-Whyte曾提出机器人在导航中需要解决的三个一般性问题：

1、Where am I？

2、Where do I want to go？

3、How can I get there？

我在哪儿？我想要去哪儿？我怎么去？——成为了自然导航最初的构想理念。

尽管导航方式不断发展，但无论是有轨导航、磁导航，还是激光导航，都没法避开一个很大的痛点——人工设置路标需要较长的安装时间和环境改造成本。而要解决这个问题，就需要在环境地图未知的情境下，通过更丰富的智能感知系统，借助自然本来具有的环境特征，实现移动机器人的自定位和导航。尽可能仿照人类的导航逻辑，来解决上述“我在哪儿？我想要去哪儿？我怎么去？”的问题。

在针对性的改善传统痛点并解决以上三个问题方面，自然导航的实现路径为：机器人在未知环境中某一位置出发，通过多种仿生、类人化的环境感知传感器持续的判断所在环境中各类标志物体的自然特征，持续进行数据集成和融合分析，进行自定位的同时建立连续的环境地图，并在此基础上实现移动机器人的导航与路径规划，完成导航任务。

不难发现，相较于传统导航技术，自然导航优越性主要体现在：

1、无需调整基础设施，无需人工添加标记，自然界中有什么，就用什么。大幅提升工作

巡检机器人的调研报告

上海电力学院关于巡检机器人的调研报告院（系部）自动化工程学院专业名称: 电机与电器学生姓名: 杨雪莹导师: 薛阳 2013 年 12 月

目录 1 巡检机器人的发展状况........................... 错误!未定义书签。 2 巡检机器人的应用............................... 错误!未定义书签。高压线路巡检机器人.......................... 错误!未定义书签。机器人仿真.............................. 错误!未定义书签。巡检机器人越障.......................... 错误!未定义书签。变电站巡检机器人............................ 错误!未定义书签。校园巡逻机器人.............................. 错误!未定义书签。 3 总结 .......................................... 错误!未定义书签。参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。

1 巡检机器人的发展状况目前巡检机器人已在多个领域中应用，它的智能化推动着它在应用领域的市场前景将是越来越广，尤其是在电力行业。它在多种场合发挥着作用，如变电站，高压线路中等等。 2013年12月9号中山供电局经过三个多月的试运行，该局将“智能巡检机器人”正式投入到500千伏桂山巡维中心使用，开创南方电网公司首例无轨化设备巡视工作。传统的机器人需要铺设类似于火车轨道那样的磁轨，机器人就只能沿着磁轨作运动。而最新投入使用的机器人实现了无轨化运作，不需要铺设任何轨道，也无需进行任何基建工程，机器人就可以直接在日常的路面上运作，既省下基建施工的时间，又节约了投入成本。凭靠机器人配备的四驱越野底盘，还可以爬上30度的陡坡。该机器人上配备了激光扫描设备，可将站内的设备位置，道路扫描为地图，我们在后台为它规划好巡视路径后，它就可以按照指示去工作了。机器人巡线最大的优点则是，无论白天黑夜还是刮风下雨，它都可以在没有人看管的情况下能自动自觉并出色完成一般日常巡视所包含的工作内容。这样一来，机器人不但减轻了工作量，而且在遇到严重故障或者恶劣天气时，它还可以降低工作人员的安全风险。智能机器人还具有自动续航功能，当蓄电池电量低于设定值时，它将自动驶入存放室进行充电。据悉，中山供电局通过对智能巡检机器人进行了三个月的试用，已经收到不错的成效。此次正式投入使用，在南方电网公司尚属首例。 2013年11月11日上午，在国家知识产权局与世界知识产权组织举办的第十五届中国专利奖颁奖大会上，由国网山东电力科学研究院申报的外观专利“变电站巡检机器人”荣获外观专利金奖，成为5个金奖之一。这是国家电网公司历史上获得的第一个中国外观专利金奖，也是中国电力行业惟一当选的金奖。变电站巡检机器人能够全天候全方位全自主对变电站设备进行无人值守巡检,从而代替繁重的变电站设备人工巡检,提高了变电站巡检的自动化、智能化水平,确保了智能电网的安全可靠运行。该变电站巡检机器人产品外壳采用无污染、抗冲击、高绝缘的ABS树脂材料，具有较好的环保性和安全性；产品外观采用了“仿人”化创新性设计，整体颜色融合变电站“环境”因素，同时配以红色的机器人颈部绕圈与多色的告警指示灯

变电站巡检机器人自动充电系统

变电站巡检机器人自动充电系统摘要：为实现巡检机器人在无人干预情况下安全可靠、快速高效地自动充电，进而实现巡检机器人在变电站长期值守、完全自治，提出一种充电装置侧向对接的自动充电系统。该系统采用磁轨道引导，RFID标签定位，导航定位精度较高；通过检测充电机构位置和极片电压，判断充电条件是否满足，简单可靠；通过采用弹片压住极片夹，滑槽连接充电座与定位槽板，提高误差容忍度和对接可靠性。该系统已在全国3 0 多个变电站实际应用，运行效果良好，应用前景广阔。关键词：巡检机器人；自动充电；变电站 1、引言随着科技进步和电力体制改革的不断发展，以“信息化、数字化、自动化、互动化”为特征的智能电网建设逐渐深入。为保证变电站设备的安全可靠运行，更好更快地推进变电站无人值守进程，变电站巡检机器人部分替代人工巡检已经成为一种趋势。传统的变电站巡视主要是通过人工方式，综合运用感官以及一些配套的检测仪器对变电设备进行以简单定性判断为主的检查，该方式存在劳动强度大，检测质量分散，主观因素多，巡检不到位难以监控，巡检结果数字化不便等缺陷，不符合智能电网的发展方向。变电站巡检机器

人集成最新的机电一体化和信息化技术，采用自主或遥控方式，部分替代人对变电站室外设备进行可见光、红外、声音等检测，对巡检数据进行对比和趋势分析，及时发现电网运行的事故隐患和故障先兆，如：异物、损伤、发热和漏油等。巡检机器人为提高变电站的数字化程度和全方位监控的自动化水平，确保设备安全可靠运行发挥了重要作用。巡检机器人的移动属性决定其适合采用无缆化的电池供电。但电池容量有限，一般只能维持几个小时，所以一旦电池电量不足，必须及时充电。如果人工充电，机器人就无法实现完全自主运行。如何让机器人在无人干预情况下，安全可靠、快速高效地实现自动充电是实现巡检机器人长期值守、完全自治需要重点解决的问题之一。本文介绍自动充电的关键技术，重点介绍一种能够满足变电站巡检机器人长期自治要求的自动充电系统，包括磁导航与RF I D定位，接触式侧向充电对接装置，充电箱结构及工作原理，自动充电系统控制流程等。 2、自动充电关键技术自动充电过程主要包括：移动机器人需要补充电力时，自动驶向指定充电点，车载充电连接器与固定充电装置实现电连接并实施充电。充电完成后，机器人自动停止充电，待命或投入正常运行。整个充电过程完全实现自动化，无需人工干预。自动充电的关键技术主要有：充电点定位导航，充

智能机器人巡检系统在变电站中的应用

智能机器人巡检系统在变电站中的应用现如今，我国的社会经济不断发展，科学技术也发展的越来越迅猛，各行各业都已经逐渐在实际的生产以及经营过程中采用智能机器人来进行实际运作，而智能机器人的巡检系统在变电站当中的科学合理应用，不仅能够打破传统人工巡检的局限性，而且能够取得良好的应用效果，文章对智能机器人的巡检系统在变电站当中实际应用进行详细的分析。标签：智能机器人；巡检系统；变电站；应用当前，在计算机网络的迅猛发展影响下，各行各业的智能化已经逐渐普遍起来，特别是现代化的一些超高压、特高压输变电系统工程已经逐渐向多元化的方向发展，而对于这些新技术，传统的运行模式以及维护操作方法都不能够满足其自身的需求，并且传统的操作方式在面临当前现代化的设备和操作的时候，其自身也面临着相对应的挑战。比如设备部件的数量比较多、其中相互交联的关系比较复杂，而在这种形势下，如何有效的运行高压电网等等，而利用新型的技术和方式不仅能够有效的提高输电效率，而且能够减少变电站工作人员对其进行维护的负担，能够切实有效的保证设备的正常安全运行。传统的变电站巡检方式已经逐渐“过时”，而智能机器人的巡检系统应用，不仅能够降低人工巡检的局限性和误差，而且能够通过智能机器人的一系列技术，详细的对变电站进行严格的检查和监督，从而保证变电站的长期稳定发展。 1 国内外变电站巡检技术分析传统的变电站巡检一般都是通过人工来完成的，利用工作人员的感官器官以及配备一些比较精密的仪器等等，来对变电设备进行详细的检查和巡视，这种传统的巡检方式不仅导致工作人员的劳动强度过大，而且对质量的检测很容易出现分散的情况，找不到准确出现问题的原因。而现如今，在科学技术以及网络社会不断发展的影响下，计算机技术以及微机监控技术在变电站当中越来越被广泛的利用，特别是巡检机器人利用其自身独有的系统以及特点，不仅不会受到天气以及环境的一些外在因素影响，而且能够缩减值班人数，对其进行设定之后，机器人就会自己执行巡检任务，这样能够有效保证设备的安全运行，并且最大限度的减少设备的事故发生率。而在变电站当中使用的智能机器人，一般都属于特种的机器人，在对其进行研究的过程中，可以发现，国际上对这种特种机器人已经形成了独有的研究领域，机器人在电力系统当中的实际应用，主要集中在电力设备方面，其中包括一些线路、变压器以及发电设备等等，对这些设备进行日常了检测、维护以及检修工作。在对机器人研究的过程中，不难发现，国内外对机器人的研究以及实际投入到使用当中的机器人主要包括变电站的设备巡检机器人、高压带电作业的机器人、核电站作业的机器人等等，而在对其进行不断的探索和研究的过程中，我国的变电站机器人巡检已经逐渐取得了很有效的研究成果，在变电站的应用中也取得了非常良好的效果[1]。 2 变电站巡检机器人的系统设计以及功能

智能巡检机器人项目申请报告

智能巡检机器人项目申请报告规划设计 / 投资分析

智能巡检机器人项目申请报告电力设备的检修模式的发展大致可以分为三个阶段：事故检修-定期检修-状态检修。事故检修是20世纪50年代以前主要采取的方式，即在设备发生故障或事故以后进行检修；定期检修是一种基于时间的检修，其理论依据是：设备能通过定期检修，周期性地恢复到接近新设备的状态；状态检修是通过对设备状态进行监测后根据其健康状态安排检修的一种策略，是按设备的实际运行情况来决定检修时间与部位，针对性较强，且经济合理。市场需求主要来源于两大电网公司及其下属企业。电网公司按照政府及其公司采购的相关管理办法，对属于国家依法必须招标的项目以公开招标方式进行采购；对于其他产品及服务，各级电网公司可根据实际情况，自主选择采用公开招标或非招标的方式进行采购。非招标方式主要包括竞争性谈判、单一来源采购、询价采购以及零星采购。招标和非招标采购活动可由电网公司自行组织实施，也可由电网公司委托招标代理机构组织实施。本行业企业主要是通过参与两大电网及其下属公司的招投标或竞争性谈判来获取订单。

我国配电自动化发展工作起步于80年代末，随着坚强智能电网建设的提出，在总结之前的经验教训基础上，国家电网公司于2009年重新制定了智能电网配电环节的发展战略、技术导则及建设改造原则，并于2010年开展新一轮的配电自动化建设。南方电网公司也从2009年开始逐步启动配电自动化的规模试点建设，在广州、深圳、佛山、珠海等12个城市开展了试点工作。该智能巡检机器人项目计划总投资14036.84万元，其中：固定资产投资10138.87万元，占项目总投资的72.23%；流动资金3897.97万元，占项目总投资的27.77%。达产年营业收入28596.00万元，总成本费用22476.73万元，税金及附加242.56万元，利润总额6119.27万元，利税总额7205.87万元，税后净利润4589.45万元，达产年纳税总额2616.42万元；达产年投资利润率43.59%，投资利税率51.34%，投资回报率32.70%，全部投资回收期4.56年，提供就业职位572个。本报告所涉及到的项目承办单位近几年来经营业绩指标，是以国家法定的会计师事务所出具的《财务审计报告》为准，其数据的真实性和合法性均由公司聘请的审计机构负责；公司财务部门相应人员负责提供近几年来既成的财务信息，确保财务数据必须同时具备真实性和合法性，如有弄虚作假等行为导致的后果，由公司财务部门相关人员承担直接法律责任；

巡检机器人项目实施方案

巡检机器人项目实施方案投资分析/实施方案

巡检机器人项目实施方案智能电网就是电网的智能化（智电电力），也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。该巡检机器人项目计划总投资16529.53万元，其中：固定资产投资12046.49万元，占项目总投资的72.88%；流动资金4483.04万元，占项目总投资的27.12%。达产年营业收入29939.00万元，总成本费用22902.35万元，税金及附加286.90万元，利润总额7036.65万元，利税总额8294.12万元，税后净利润5277.49万元，达产年纳税总额3016.63万元；达产年投资利润率42.57%，投资利税率50.18%，投资回报率31.93%，全部投资回收期4.63年，提供就业职位472个。报告目的是对项目进行技术可靠性、经济合理性及实施可能性的方案分析和论证，在此基础上选用科学合理、技术先进、投资费用省、运行成

本低的建设方案，最终使得项目承办单位建设项目所产生的经济效益和社会效益达到协调、和谐统一。 ......

巡检机器人项目实施方案目录第一章申报单位及项目概况一、项目申报单位概况二、项目概况第二章发展规划、产业政策和行业准入分析一、发展规划分析二、产业政策分析三、行业准入分析第三章资源开发及综合利用分析一、资源开发方案。二、资源利用方案三、资源节约措施第四章节能方案分析一、用能标准和节能规范。二、能耗状况和能耗指标分析三、节能措施和节能效果分析第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析一、项目选址及用地方案

一种智能机器人系统设计和实现.

一种智能机器人系统设计和实现我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人，它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的"活物".其实，这个自控"活物"的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。我们称这种机器人为自控机器人，以便使它同前面谈到的机器人区分开来。它是控制论产生的结果，控制论主张这样的事实：生命和非生命有目的的行为在很多方面是一致的。正像一个智能机器人制造者所说的，机器人是一种系统的功能描述，这种系统过去只能从生命细胞生长的结果中得到，现在它们已经成了我们自己能够制造的东西了嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛，彼此之间的特点也相当明显。例如很多行业：手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视…… 1 智能机器人系统机械平台的搭建智能机器人需要有一个无轨道型的移动机构，以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制，这种控制不仅要包括有位置控制，而且还要有力度控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键，也是人们要赋予机器人必备的要素。思考要素包括有判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程，而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。机器人前部为一四杆机构，使前轮能够在一定范围内调节其高度，主要功能是在机器人前部遇障碍时，前向连杆机构随车轮上抬，而遇到下凹障碍时前车轮先下降着地，以减小震动，提高整机平稳性。在主体的左右两侧，分别配置了平行四边形侧向被动适应机构，该平行四边形机构与主体之间通过铰链与其相连接，是小车行进的主要动力来源。利用两侧平行四边形可任意角度变形的特点，实现自适应各种障碍路面的效果。改变平行四边形机构的角度，可使左右两侧车轮充分与地面接触，使机器人的6个轮子受力尽量均匀，加强机器人对不同路面的适应能力，更加平稳地越过障碍，并且更好地保证整车的平衡性。主体机构主要起到支撑与连接机器人各个部分的作用，同时，整个机器人

智能机器人巡检系统在500kV变电站的应用

智能机器人巡检系统在500kV变电站的应用发表时间：2019-07-16T15:37:22.293Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：侯彦农 [导读] 摘要：研发了一套变电站机器人智能巡检系统，从机器人本体、充电系统、无线传输系统、本地监控后台和环境适应性等方面介绍了巡检系统设计方案和各组成部分的关键技术。 (国网山西检修公司) 摘要：研发了一套变电站机器人智能巡检系统，从机器人本体、充电系统、无线传输系统、本地监控后台和环境适应性等方面介绍了巡检系统设计方案和各组成部分的关键技术。从现场勘查、设备安装、巡检规划和巡检应用等方面介绍了工程实施步骤和在电网220kV、 500kV变电站的实际应用情况。分析了机器人巡检调试过程中存在的行进时出轨、无线通信不稳定、表计读取不准确、行走转弯卡涩等问题，并提出了解决措施。该巡检系统具有部署快速、适应性强、采集数据准确、定位精度高、超声防撞等显著优点，各项性能指标均满足变电站智能巡检需求，具有良好的推广应用前景。关键词：变电站；机器人；巡检系统；设计；智能巡检；工程实施；问题分析 500kV变电站在电能传输中有着极其重要的地位，变电站传统巡视方式是运维人员依据巡视计划，依赖综合感官，并借助一些检测仪器及巡检经验对变电设备运行状况进行以简单定性判断，该方式具有劳动强度大、主观因素多、发现问题隐患滞后等不足。随着国家电网超高压及特高压系统的不断发展，变电站值班方式正在由有人值守向少人、无人值守方式发展，智能机器人巡检系统定将成为新的发展方向。智能机器人巡检系统在冀北电网500kV变电站处于试运行阶段。本文首先对智能机器人巡检系统的设计与功能进行分析，在此基础上着重对智能机器人的运维管理及常见问题的处理办法进行论述，最后阐述了智能机器人巡检系统验收过程中的注意事项。 1机器人巡检系统总体设计 1.1充电系统充电房由充电柜、充电座、无线通信设备和自动卷帘门组成。充电柜和充电座用于机器人自动对接充电，无线通信设备选用与本地监控后台相同的无线网桥和天线，天线安装在充电房的顶部。机器人工作状态分为巡检、充电、空闲等3种。收到巡检命令后，机器人检查电池电量是否充足，充足即进入巡检状态，开始执行巡检任务，否则拒绝执行并报警。巡检完成后，机器人返回充电房。机器人在巡检中实时检测电池电量，如果电量不足则返回充电房充电，充电过程完全自动化。 1.2巡检系统组成机器人巡检系统由机器人本体、充电系统、无线传输系统、本体监控后台及辅助设施组成。系统具有以下特点：（1）使用无轨导航方式，实现快速部署，可方便站间调配；（2）采用四轮独立驱动，适应于各种复杂环境，提供高清晰度红外及可见光视频图像，测温精度达0.5℃；（3）采用基于激光雷达和惯导组合的精确地形匹配的导航方案，定位精度达到1cm；（4）超声防撞，提供高可靠性安全保障，可原地全方位运动，为巡检提供更强的易用性。 1.3无线传输系统机器人通过无线网桥与本地监控后台实现双向、实时信息交互。信息交互内容包括机器人本体状态和被检测设备图像、语音和指示性数据。机器人采用5.8GHz频段高质量等级的室外专用数字无线网桥，实现长距离多路视频、音频以及数据的实时传输，最长传输距离达10km，数传误码率≤10-6，数传时延≤20ms，图传时延≤300ms，由于此频段的无线网桥无需申请无线执照，比其他有线网络设备更方便部署。机器人通过无线网桥接收监控后台的控制指令，进行云台转动、设备检测、车体运动和自动充电，并检测机器人状态和各类预警、告警信息并进行上报。在通信中断、接收的报文内容异常等情况下，图像、语音、数据不丢失，同时系统将发出告警信息，并在通信恢复后自动续传。（1）实时监控模块负责查看机器人运行过程中的图像信息、车体状态信息、车体行进信息、电池状态信息、巡检现场气象信息、巡检任务信息等。（2）任务规划模块分为例行、特巡任务规划和遥控巡检3种模式，可随时进行任务模式的切换。根据变电站巡检需求，例行任务规划可提前生成若干巡检任务，每天定期巡检；特巡任务规划可实时生成临时巡检任务，执行特殊巡检任务。（3）远程遥控模块可以实时遥控机器人到规定地点做规定动作。该模块可通过手柄控制云台方位和俯仰，控制车体速度和方向。（4）配置中心模块包括设备配置、地图配置和基本配置3个子界面。设备配置界面包括红外配置、可见光配置、车体配置和云台配置。（5）历史查询和数据分析模块可实现可见光图像、红外图像、声音及表计读数、设备位置状态、注油设备油位等信息的存储、诊断和查询。 1.4环境适应性机器人按照全国各地区变电站极端环境气候设计，针对暴风大雨、湿热、高海拔、寒冷等恶劣气候条件，变电站强电场、强磁场环境，通过“三防”设计、防风设计、电磁兼容性、抗震设计以及温度适应性等设计，确保机器人在不同气候条件下长期可靠、安全稳定运行。机器人电子元器件，电源、通信等模块采用屏蔽、隔离处理，关键信号通过阻抗匹配设计、各设备模块采用等电势共地设计，输入输出接口的滤波和保护设计等技术确保各模块的信号完整性、安全和可靠性。 2智能机器人在500kV变电站的具体应用 2.1安全管控智能巡检机器人，可应用于500kV变电站的安全管控工作中。因为智能巡检机器人具备视频录制等功能，所以，在安全管理工作中，可通过“开始录制”功能的设置，让智能巡检机器人借助电子鼻和烟感装置对变电站工作现场烟雾、火灾等现象进行识别、录制，并将画面及时传给监控中心，提醒监控中心工作人员对安全事故问题进行处理，避免事故的蔓延威胁到人们生命安全。此外，因为智能巡检机器人具备语音对讲功能。所以，在500kV变电站巡检工作中，若发现了违规问题，可借助语音操作对违规行为加以制止，第一时间遏制违规现象所带来的安全危机。 2.2指令操作智能机器人在500kV变电站运行环境中的应用，也提供了一系列查询操作功能，其主要体现在以下几个方面：第一，巡检数据查询功能。即在500kV变电站日常巡检工作开展过程中，可点击智能巡检机器人系统中的“巡检数据”按钮，通过这一按钮的点击，可进入到“查询”功能。但若查数据显示中包含了一些红色数据，则表示500kV变电站运行环境存在着温升越界危机，应对问题进行及时解决；第二，报表查询功能。即在500kV变电站实际巡检过程中，若想了解与变电站设备运行相关的数据，可点击“分析/报表查询”按钮，通过这一按钮的点

QGW变电站智能机器人巡检系统技术规范第部分完整版

Q G W变电站智能机器人巡检系统技术规范第部分 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

Q / GDW —2016 变电站智能机器人巡检系统技术规范第 1 部分：变电站智能巡检机器人 Technical specification for intelligent robot inspection system in substation ?—Part1: Intelligent robot for substation inspection 2016 - 11 - 25发布 2016 - 11 - 25实施 Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW —2016 I 前言为规范变电站智能巡检机器人的功能要求和性能指标，更好的指导和推进变电站智能机器人巡检系统在公司系统的实用化应用，制定本部分。《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准分为 2 个部分： ——第 1 部分：变电站智能巡检机器人； ——第 2 部分：监控系统。本部分为《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准的第 1 部分。本部分由国家电网公司运维检修部提出并解释。本部分由国家电网公司科技部归口。本部分起草单位：国网山东省电力公司。本部分主要起草人：冀肖彤、张斌、任志刚、王兴照、吕俊涛、叶飞、周大洲、黄锐、慈文斌、杜修明、郭源、孙志周、付崇光、王华广、孟海磊、韩磊。本部分为首次发布。本部分在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。变电站智能机器人巡检系统技术规范第 1 部分：变电站智能巡检机器人 1 范围本部分规定了变电站智能巡检机器人的分类与组成、技术要求、检验以及标志、包装、运输、贮存。本部分适用于变电站智能巡检机器人。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用机械振动台 GB/T 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 DL/T 664-2008带电设备红外诊断技术应用规范 DL/T 860变电站通信网络和系统 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。变电站智能巡检机器人 intelligent robot for the substation inspecting 由移动载体、通信设备和检测设备等组成，采用遥控或全自主运行模式，用于变电站设备巡检作业的移动巡检装置（以下简称机器人）。

变电站智能巡检机器人的可靠运用张兴

变电站智能巡检机器人的可靠运用张兴发表时间：2018-05-14T15:55:32.867Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：张兴焦稳任雅棣 [导读] 摘要：加强智能机器人的验收管理、使用管理、维护管理、存储运输管理及检验管理，规范变电运维班组智能巡检机器人集中管理与应用，提高了变电站智能巡检机器人的运用可靠性，确保了变电站设备巡视质量。（国网苍南县供电公司浙江温州 325802）摘要：加强智能机器人的验收管理、使用管理、维护管理、存储运输管理及检验管理，规范变电运维班组智能巡检机器人集中管理与应用，提高了变电站智能巡检机器人的运用可靠性，确保了变电站设备巡视质量。关键词：智能巡检机器人；自主巡视和监控；优化模式引言对变电站电气设备进行定期巡视，迅速获得变电设备的状态信息并及时发现变电设备的缺陷和隐患，是保障变电站的安全稳定运行的关键。当今智能电网的建设推进了变电站无人化的发展进程，利用变电站自动巡检机器人取代人工对变电设备状态进行检测是一种便捷、可靠和经济的技术手段。本文对变电站自动巡检机器人的结构系统、无线充电系统以及工作流程作了简要介绍，最后将自主式移动机器人巡检与传统人工巡检作了对比。 1基站系统变电站自动巡检机器人采用了分层控制系统，主要分为基站系统和机器人移动体系统两个部分。基站系统一般位于变电站主控室的计算机上，负责对变电设备的监控以及对机器人本体的控制。基站系统包括基站计算机、网络集线器、无线网桥、打印机等硬件设备，它基于PC、Windows操作系统并采用了C#面向对象编程语言开发设计，提供了良好的人机交互界面。基站系统功能主要体现在两个方面，一是接收运行操作人员的各种操作指令，再将这些指令发送到机器人移动体系统，对移动体的动作、运动等进行控制。二是接收机器人移动体传递的各种检测信息及其运行状态信息，并对其进行数据处理和分析，从而可以迅速有效地获得变电设备监控信息和机器人移动体的运行状态。基站系统主要由以下几个模块组成:巡检任务管理模块、配置模块、机器人本体控制模块、视频检测模块、图像检测模块、报警输出模块、数据存储模块、数据查询模块、机器人运行状态显示模块和电子地图模块等。 2移动体系统变电站自动巡检机器人移动体系统承载了变电设备检测功能，主要包括机器人动作控制子系统和机器人工作子系统两个部分，其总体结构机器人移动体系统结构巡检机器人动作控制子系统的硬件主要由PC104主板、运动控制卡和电机驱动器组成，主要用于机器人的移动站导航定位、电动机驱动控制、运动控制、云台动作控制等。巡检机器人工作子系统由红外热像仪、可见光摄像机、图像/视频服务器、电源监测系统、无线通信设备等装置组成，主要负责设备红外信息采集、可见光图像采集、视频信息采集、状态信息上传、能源管理和网络通信等功能。 3变电站智能巡检机器人可靠运用的主要做法狠抓变电站智能巡检机器人调试及验收管控环节：指派专人全过程参与前期调试工作，确保机器人本体、监控后台、远程集控系统等技术指标合格率达到100%，施工质量合格率达到100%，设备设施覆盖率应达到100%，识别率不低于95%，备品备件、技术支持、质保及培训服务等售后服务到位率达到100%，合同及技术协议、技术规范书所要求的厂家提供的原始资料、安装调试相关施工设计图纸、施工方案等前期资料完备率达到100%。对监测点逐个跟踪验收，确保监测点表计读书清晰，识别精度控制3%以内；一次设备环境、外观、分合状态、压力、油位、油温清晰可辨；红外测温精度控制在±2℃或±2%以内；无法覆盖、识别的监测点落实整改计划，并跟踪整改落实。 3.1积极开展变电站智能巡检机器人管理培训工作为落实变电站智能巡检机器人的可靠运用，在专业所内全面开展智能巡检机器人使用管理培训工作，对机器人操作界面、巡检任务设置、巡检数据统计、自动生成报表导出等进行了模拟实训操作，并对机器人现场的使用管理、维护管理、存储运输管理及检验管理进行了相关培训，确保全员培训到位，管理办法宣贯到位，制定变电运维室智能巡检机器人应用补充规定，有效提高了管理成效，进一步巩固了变电站智能巡检机器人运用可靠性。 3.2优化完善变电站智能巡检机器人工作模式针对变电站智能巡检机器人的性能指标及运行特性，结合变电站一次设备分布情况，合理规划巡检路径，设定灵活多样的巡检任务，对重点设备重点巡视，分合状态、压力、油位红外测温分类巡视，在保证巡视内容的前提下有效地解决了巡检机器人充电时间过长，巡检耗时长等不足；机器人巡检过程中，对巡检情况进行监视，并对告警信息和异常数据进行分析判断，必要时应进行人工核对。定期开展机器人运行环境、充电小室、机器人固件等维护工作，更好地提高了智能巡检机器人运用可靠性。 4评估与改进采取“三个重点三步走”以来，成效明显，经现场运行和检测，智能巡检机器人能逐步替代人工巡检，目前例巡、特巡任务已逐步移交智能巡检机器人；待智能机器人巡检系统进一步完善和提升，将可全面接替人工巡检任务，实现24h全站全设备安全巡检，特别是在高温、大负荷、和新投入设备运行后以及大风、雾天、冰雹、冰雪、雷雨后，巡视任务尤其繁重且环境恶劣，采用智能机器人巡检可减轻巡视人员的劳动强度、并在恶劣天气条件中代替运行人员对部分设备完成巡检工作。 4.1工作效率更高目前，智能巡检机器人兼具了读取设备表计、油温数值，测量接线点温度，分析异常，声光报警等功能，能24h全天候待命，无论白天黑夜，随时在站内巡检。工作人员根据季节变化和用电负荷的峰值将5个变电站的巡检任务数据录入巡检机器人系统中，机器人既可以根据各个站的不同需求进行定时的自动巡视，也可以由后台操作人员直接对它下达命令，对重点设备或可疑点进行随时巡视，而一旦巡视过程中出现了超过正常数值的可疑点，它还会通过声光报警通知电脑前的监控人员。 4.2运维质量更好对一些影响电力系统安全运营的非量化因素，如TV油位、断路器是否有气体泄漏等，由巡检人员主观描述纪录，描述语言随人员不同而不同，对以后的故障分类和系统分析都增加了处理难度；对于一些量化的表计数据记录也因为人员不同而出现一定的偏差；采用智能机

基于环境状态联合感知的巡游机器人控制系统设计

基于环境状态联合感知的巡游机器人控制系统设计发表时间：2019-09-11T11:24:28.720Z 来源：《知识-力量》2019年10月41期作者：邢苏阳赵新灿金仁标 [导读] 随着科技的发展，利用机器人对特定环境进行自主巡视扫描越来越普遍，本设计综合利用视觉识别、惯性导航、压力数据等传感器信息，可以实现机器人在水下多点判断障碍物位置，依次跨越障碍物，最终在目的时间点去搜寻特定物体的功能。（郑州大学信息工程学院，450001）摘要：随着科技的发展，利用机器人对特定环境进行自主巡视扫描越来越普遍，本设计综合利用视觉识别、惯性导航、压力数据等传感器信息，可以实现机器人在水下多点判断障碍物位置，依次跨越障碍物，最终在目的时间点去搜寻特定物体的功能。系统方案本系统的功能模块分为姿态解算及调整模块、图像处理模块、通信数据模块、状态机逻辑控制模块四部分。 1.1姿态结算及调整模块该模块硬件部分采用陀螺仪加速度及磁力计传感器mpu9250，单片机通过IIC通信接口协议读取其三轴加速度及角速度原始数据。利用mahony算法进行姿态解算，根据加速度计和地磁计的数据，转换到地理坐标系后，与对应参考的重力向量和地磁向量进行求误差，这个误差利用龙格库塔法来校正陀螺仪的输出，然后用陀螺仪数据进行四元数更新，再转换到欧拉角。最后利用PID闭环控制算法控制机器人的姿态角。 1.2图像处理模块图像处理模块的硬件采用带有GPU的微型PC机，由于识别的目标物复杂度较低，并且对处理速度要求较高，采用QVGA（320*240）格式的图片进行处理。对于目标物的识别算法，采用YOLO算法，其不需要region proposal阶段，可以直接产生物体类别概率和位置坐标值，经过单次检测即可得到最终检测结果，因此处理速度极快，非常适合于该实时系统中。对于检测出的众多目标物中，筛选出概率大的目标物后，需要判断目标物的距离和角度。由于摄像头为单目摄像头，并且对于水下，不同距离时颜色衰变较大，因此可以根据RGB像素的平均数进行目标物距离的判断。由于每个目标物大小一致，因此根据视野中目标物x方向长度和y方向长度的比例判断巡游机与目标物法线的夹角。 1.3通信数据模块通信部分采用数据帧的方式，图像处理器将摄像头拍摄内容进行识别并将识别内容封装成数据帧格式。数据帧头为0x35 0x46 0x57 0x24；紧跟着的是识别的目标物数目N；接下来是每个目标物的信息，分为目标物深浅度、中心x坐标、中心y坐标、目标物x方向长度、目标物y方向长度。数据帧最后是16bit的CRC帧校验位。 1.4状态机逻辑控制模块开通定时器，定时器中断时，依据姿态角、深度等全局变量进行巡游机姿态及深度的调整。判断是否为受控模式，若是的话，则将遥控数据装入底层电机驱动函数。若不是受控模式，则进入自主巡游模式。第一状态为准备状态，在此状态中，进行参数的复位，并跳入定向状态。在定向状态中，通过改变姿态变量，使得巡游机模仿动物搜寻目标——先左转180度，再右转180度，转动过程中进行障碍物的度量判定。度量判定标准主要依据当前环境编写相应函数。在巡游钻框机器人，度量判定依据为框的长和宽，当长或宽大于相应阈值或者两者相乘大于相应阈值，即可判定为出路方向，并标记该方向。在左右转动巡视过程中，或许可以检测到多个出路方向。此系统设计中方案为对相应方向上框的长宽等参数加权求和并进行排序，排序结果最大者方向即为目标方向，并将巡游机姿态调整为目标方向。接下来跳入校姿状态。在校姿状态中的任务便是调整巡游机与目标物法线的角度，使该角度不至过大。该调整过程中有时需巡游机进行横向平移，横向平移控制操作采用微元积分的思想，即向斜前方前进微小距离，再将机头调正，向后退微小距离。这几个微小距离调整的参数由经验的出，当参数调整合适时，巡游机可在微小的震动中平移，直至平移到合适的方位，接着跳入搜寻状态。在搜寻状态中，通过闭环控制使得巡游机方向与目标物中心时刻处于阈值误差内，并控制机器人不断缓慢前行。当目标物大小超过设定的阈值范围时，跳入冲击状态。在该状态内，巡游机通过陀螺仪固定好特定方向，向着目标物加速前进，即可穿越目标物。

智能巡检机器人品牌哪家好

智能电网在我国发展神速。其中，智能巡检作为智能电网建设的关键一环，也迎来了发展的春天。与此同时，智能巡检的运用也带动了无人机、机器人等行业新的发展机遇。电力巡检作为机器人新的用武之地将扮演越来越重要的角色。众所周知，电力系统安全对国民经济的发展起着无可替代的作用，任何一个环节发生事故，都可能带来连锁反应，会造成大面积的停电、人身伤亡、主设备损坏甚至造成全网崩溃的灾难性事故。变电站作为连接主干网和配电网的关键节点，如何保证它的正常运行直接关系整个电力系统的稳定安全。为了保证对变电站内主变、母线、开关等主要一次设备运行状态的实时监控，需要对变电站进行检查和维护。传统变电站监控和巡视主要通过人工方式，通过人的感官对设备进行简单定性判断，主要通过看、触、听、嗅等方法实现。但是，人工巡检存在着很多不足。传统人工巡检方式存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等不足，人工检测的数据也无法准确、及时地接入管理信息系统。并且，随着无人值守模式的推广，巡视工作量越来越大，巡检到位率、及时性无法保证。此外，在高原、缺氧、寒冷等地理条件或恶劣天气条件下，人工巡检还存在较大安全风险，

缺乏有效的巡检手段。大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣天气下，也无法及时进行巡检。因此，传统变电站巡检方式急需新的“接班人”。为了满足对供电质量日益提高的要求，更灵活实用的变电站机器人巡视系统得以应用。变电站设备巡检机器人系统以自主或遥控的方式，在无人值守或少人值守的变电站对室外高压设备进行巡检，可及时发现电力设备的缺陷、异物悬挂等异常现象，自动报警或进行预先设置好的故障处理。它运行灵活自由，真正起到减员增效的作用，能更快地推进变电站无人值守的进程。接下来笔者介绍由大立科技研发的一款智能巡检机器人:DL-RC63 此款变电站智能巡检机器人集非制冷焦平面探测器、无轨化激光导航定位、红外测温、智能读表、图像识别等核心技术于一体，对输变电设备进行全天候巡检、数据采集、视频监控、温湿度测量、气压监测，提高输变电站内设备的安全运行程度。在发生异常紧急情况时，智能巡检机器人可作为移动式监控平台，代替人工及时查明设备故障，降低人员的安全风险。浙江大立科技股份有限公司是由1984年成立的浙江省测试技术研究所改制

什么是智能巡检机器人,使用方法介绍

什么是智能巡检机器人，使用方法介绍智能巡检机器现在在各种特殊任务中运用的已经很广泛了，比如地铁站，比如结束有一段时间的“G20峰会”，再比如说一些巡线任务或者定点任务中。但智能巡检机器人到底是什么呢？巡检机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以机器视觉—电磁场—GPS——GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台。

巡检机器人有诸多类型，其中一种就是巡线机器人，这种机器人具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据的机器人本体自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。变电站智能巡检机器人集非制冷焦平面探测器、无轨化激光导航定位、红外测温、智能读表、图像识别等核心技术于一体，对输变电设备进行全天候巡检、数据采集、视频监控、温湿度测量、气压监测等，提高输变电站内设备的安全运行。在发生异常紧急情况时，智能巡检机器人可作为移动式监控平台，代替人工及时查明设备故障，降低人员的安全风险。这种机器人操作其实很简单。变电站智能巡检系统整体分为三层，分别为前端设备、传输部分和后端控制中心。前端设备：智能巡检机器人/ 充电房/ 固定监测点等传输部分：由网络交换机、无线网桥等设备组成，负责建立基站层与智能终端层的网络通道后端部分：由机器人后台、硬盘录像机、硬件防火墙及智能控制与分析软件

系统组成。除此之外，还有一种室内导轨型智能巡检机器人。室内导轨型智能巡检机器人系统实现开关柜红外测温、局放检测、柜面及保护装置信号状态指示等的全自动识别，继保室保护屏柜压板状态、空开位置、电流端子状态、装置信号灯指示以及数显仪表的全自动识别读数。系统采用导轨滑触式供电方式，实现24小时不间断巡视，也可自定义周期和设备进行特殊巡视。而这种机器人就更好操作，不仅可以让运维人员利用AR实景监测技术，也可以运用智慧巡检技术进行系统设定然后进行规律性的，重复性、多次的任务执行。更多详情请拨打咨询热线或登录浙江大立科技股份有限公司官网https://www.360docs.net/doc/fa1660872.html,/咨询。

QGDW—变电站智能机器人巡检系统技术规范部分

变电站智能机器人巡检系统技术规范第1 部分：变电站智能巡检机器人 Technical specification for intelligent robot inspection system in substation ? —Part1: Intelligent robot for substation inspection 2016 - 11 - 25 发布 2016 - 11 - 25 实施国家电网公司发布ICS 25.040.30 Q/GDW国家电网公司企业标准Q/GDW 11513.1—2016 I 前言为规范变电站智能巡检机器人的功能要求和性能指标，更好的指导和推进变电站智能机器人巡检系统在公司系统的实用化应用，制定本部分。《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准分为2 个部分： ——第1 部分：变电站智能巡检机器人； ——第2 部分：监控系统。本部分为《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准的第1 部分。本部分由国家电网公司运维检修部提出并解释。本部分由国家电网公司科技部归口

本部分起草单位：国网山东省电力公司本部分主要起草人：冀肖彤、张斌、任志刚、王兴照、吕俊涛、叶飞、周大洲、黄锐、慈文斌、杜修明、郭源、孙志周、付崇光、王华广、孟海磊、韩磊。本部分为首次发布。本部分在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。变电站智能机器人巡检系统技术规范第1 部分：变电站智能巡检机器人 1 范围本部分规定了变电站智能巡检机器人的分类与组成、技术要求、检验以及标志、包装、运输、贮存。本部分适用于变电站智能巡检机器人。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 5170.13 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用机械振动台GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验DL/T 664-2008 带电设备红外诊断技术应用规范DL/T 860 变电站通信网络和系统 3 术语和定义

巡检机器人在其他行业的应用

1 冶金油气运输业 ●现状众所周知，原油是“工业的血液”，直接关系着国计民生和国家能源安全，原油管道及输油站库作为“能源大动脉”，安全运行，意义重大。在原油库区大型化、集群化的发展趋势下，罐区人工巡检工作量和强度越来越大，巡检效率低、时效性差，并且雷雨及恶劣天气，人工无法巡检，随着高含硫原油增多，人工巡检风险大。 ●产品功能及价值油井智能巡检机器人采用全自主激光定位与导航技术，能自动规划巡检路径、自主充电。结合红外热成像和高清视频技术，精确识别油井内各类仪表设备状态，能及时发现设备缺陷，实现油井管线的智能检测、监控、安防和数据远程集控管理，在油井少人或无人值守目标的情况下，仍能保障油气井正常安全生产。

2.发电厂

智能巡检机器人系统在火力发电行业的应用研发及示范.docx ●背景和现状智慧电厂建设已上升为国家战略，设备健康状态监测、智能巡检设备的研制成为近几年智能制造行业的热点话题之一，呈现出巨大的成长潜力和发展空间。发电设备的日常巡检及运维是保证电网稳定与可靠的基础，那么预测性维护就显得尤为重要，如何第一时间掌握设备异常情况，将生产风险前置管理是各大机构的研究方向。当下许多电力设备的日常巡检没有实现智能化，巡检质量不高，存在漏巡、代巡、不按规定巡检等问题，导致不能及时发现设备异常，给生产管理造成了较大的干扰。过分依赖安全员的责任心，执行随意性大；粗放的巡检模式难以监督及考核评估；基于纸面的信息反馈存在滞后性，难以分享给相关管理人员；巡检结果难以综合分析，对实现设备预测性维护无太大意义；软件管理系统无法应对多变、复杂的现场情况。