智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)
[0001 ]本發(fā)明是申請?zhí)枮?015109564875、申請日為2015年12月17日、發(fā)明名稱為“智能化供電線路維護(hù)系統(tǒng)”的專利的分案申請。
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，各個國家的供電管理部門針對鳥害故障的規(guī)律進(jìn)行不同的鳥害故障處理，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)之前即對鳥類進(jìn)行驅(qū)逐來的效果更為直接。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)中對供電線路的鳥類驅(qū)逐仍停留在人工排除階段，過于原始，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)場電子化設(shè)備進(jìn)行鳥體檢測，并將驅(qū)鳥設(shè)備的操作與檢測出的鳥的類型對應(yīng)起來，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，同時在巡視機(jī)器人平臺上集成了基于高精度圖像識別的鳥體檢測設(shè)備，確定出供電線路附近飛鳥的類型，隨后，集成了激光驅(qū)鳥設(shè)備用于根據(jù)不同的飛鳥類型發(fā)出不同波長的驅(qū)鳥激光，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)鳥設(shè)備、CXD視覺傳感器、鳥體檢測設(shè)備和機(jī)器人主體架構(gòu)，CXD視覺傳感器用于采集供電線路圖像，鳥體檢測設(shè)備與CCD視覺傳感器連接，用于識別供電線路圖像中的目標(biāo)鳥體類型，機(jī)器人主體架構(gòu)與激光驅(qū)鳥設(shè)備和鳥體檢測設(shè)備分別連接，用于基于目標(biāo)鳥體類型確定激光驅(qū)鳥設(shè)備發(fā)射的驅(qū)鳥激光的波長。
[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)鳥設(shè)備，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，包括信號接收通道、內(nèi)置存儲器和激光發(fā)射器;信號接收通道用于接收目標(biāo)鳥類類型;激光發(fā)射器與內(nèi)置存儲器和信號接收通道分別連接，根據(jù)目標(biāo)鳥類類型在內(nèi)置存儲器中查找對應(yīng)鳥類類型所厭惡的激光波長，并發(fā)射以查找到的激光波長為發(fā)射波長的激光;MS存儲卡，設(shè)置在控制箱內(nèi)，預(yù)先存儲了鳥體灰度范圍，鳥體灰度范圍用于將圖像中的鳥體與背景分離，MS存儲卡還預(yù)先存儲了各個灰度化鳥體模版，每一個灰度化鳥體模版對應(yīng)一種鳥類，每一個灰度化鳥體模版為通過對相應(yīng)鳥類的基準(zhǔn)鳥體進(jìn)行拍攝所得到的圖像執(zhí)行灰度化處理而獲得;CCD視覺傳感器，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，對供電線路附近的景象進(jìn)行拍攝以獲得供電線路圖像；鳥體檢測設(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)識別子設(shè)備；自適應(yīng)遞歸濾波子設(shè)備與CCD視覺傳感器連接，用于對供電線路圖像執(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存儲卡分別連接，將增強(qiáng)圖像中像素灰度值在鳥體灰度范圍內(nèi)的所有像素組成鳥體子圖像，鳥體子圖像從增強(qiáng)圖像的背景處分離獲得；目標(biāo)識別子設(shè)備與目標(biāo)分割子設(shè)備和MS存儲卡分別連接，將鳥體子圖像與各個灰度化鳥體模版匹配，將匹配度最高的灰度化鳥體模版所對應(yīng)的鳥類類型作為目標(biāo)鳥體類型輸出;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SPCE061A芯片、無線通信設(shè)備和靜態(tài)存儲器，無線通信設(shè)備用于與遠(yuǎn)端的供電運(yùn)營服務(wù)器建立雙向無線通信鏈路;凌陽SPCE061A芯片與行走機(jī)構(gòu)、鳥體檢測設(shè)備和激光驅(qū)鳥設(shè)備分別連接，接收目標(biāo)鳥聲類型，判斷目標(biāo)鳥聲類型所對應(yīng)的飛鳥類型是否對供電線路有害，如果有害，則將目標(biāo)鳥聲類型作為目標(biāo)鳥類類型發(fā)送給激光驅(qū)鳥設(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，如果無害，則向行走機(jī)構(gòu)發(fā)送繼續(xù)行走命令;無刷直流電機(jī)通過減速器與行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動輪和壓緊機(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)動輪和水平放置的三個V型輪，驅(qū)動輪為三個V型輪在供電線路上的行走提供動力，同步帶依次經(jīng)過驅(qū)動輪、同步帶張緊機(jī)構(gòu)和三個V型輪以保持三個V型輪的同步行走;鎖緊機(jī)構(gòu)包括順序連接的活動扳手、中間支撐件、底部銷件和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壓緊輪，復(fù)位彈簧用于在壓緊輪被放開時將壓緊輪復(fù)位;接觸式開關(guān)傳感器，位于防傾斜結(jié)構(gòu)上，與凌陽SPCE06IA芯片電性連接，用于在接觸到供電線路障礙時，發(fā)送接觸障礙信號；紅外傳感器，位于防傾斜結(jié)構(gòu)上，與凌陽SPCE061A芯片電性連接，用于在距離前方供電線路障礙400毫米時，發(fā)出障礙預(yù)警信號；高清攝像設(shè)備，位于防傾斜結(jié)構(gòu)上，與凌陽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凌陽SPCE061A芯片壓縮編碼，以將壓縮后的圖像通過無線通信設(shè)備發(fā)送給遠(yuǎn)端的供電運(yùn)營服務(wù)器;超聲波探測傳感器，與凌陽SPCE061A芯片電性連接，用于檢測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)識別子設(shè)備分別采用不同的FPGA芯片來實(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:超聲波探測傳感器位于防傾斜結(jié)構(gòu)上。
【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對本發(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)鳥設(shè)備;2C⑶視覺傳感器;3鳥體檢測設(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)說明。
[0017]為了有效地防范和減少線路因鳥類活動引起的故障次數(shù)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，各國在對電網(wǎng)架空供電線路鳥害故障進(jìn)行專題調(diào)查的基礎(chǔ)上，在研究鳥害故障機(jī)理的同時，紛紛提出了鳥害故障的防治對策。
[0018]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的各種鳥害故障的防治對策都是基