一種電力倉儲多功能安防探測機器人實現方法及系統

張煜 張濤 張律 馬濤

摘 要：為了進一步建設泛在電力物聯網，優化電力營商環境，確保物資儲配及時、準確，需要全面開展業擴定額儲備和電商化實體入庫工作，入庫金額大。隨著大量物資入庫存放，單位面積庫存大大增多，致使現有的監控存在較多盲區，紅外探測信號被阻擋，無法第一時間發現并消除安全隱患，倉庫安防管理工作面臨挑戰。本文涉及倉儲安防技術領域，具體研究了一種電力倉儲多功能安防探測機器人、工作方法及系統。

關鍵詞：電力倉儲 多功能安防探測 機器人

引 言

現有的巡檢機器人攜帶紅外探測儀、可見光CCD等有關的電站設備檢測裝置，以自主和遙控的方式，代替人對室外高壓設備進行巡測，以便及時發現電力設備的內部熱缺陷、外部機械或電器問題如物損傷、發熱、漏油等等，給運行人員提供診斷電力設備運行中的事故隱患和故障先兆的有關數據。

一、現有倉儲安防巡視存在的問題

現有巡檢機器人費用高昂，且為變電站研發，并不完全適用于解決倉儲現有問題。隨著物聯網技術的大力推廣，大多企業對倉儲管理提出了更高的要求，在安全的極端重要性前提下，如何提高倉儲巡視效率，消除安防監控缺陷，仍是待解決的技術問題。現有對倉儲安防巡視方式是通過人工定期巡視的方式，該方式存在以下問題：一是因巡視頻次高，人工巡視成本高昂;二是因庫區面積大，死角較多，部分死角人工難以探測，人工巡視難度大;三是人工巡視記錄難以痕跡化，巡視具體情況無法準確記錄，人工巡視的可追溯性差。

二、電力倉儲多功能安防探測機器人的技術方案

一種電力倉儲多功能安防探測機器人，包括機身、安裝在機身上的引導單元和控制單元;所述引導單元，用于采集倉庫環境數據，形成3D激光點云數據;在機器人按照設定路徑在倉庫內進行巡航時，檢測倉庫內障礙物與機器人機身的距離以及倉庫內人體輻射的紅外信號，錄制機器人運行過程中的影像數據;

控制單元用于獲取引導單元得到的3D激光點云數據，建立巡視倉庫環境的模型，在巡視倉庫環境的模型中設定機器人的運動路徑;接收引導單元傳輸的倉庫內障礙物與機器人機身的距離，判斷是否需要避障;接收引導單元傳輸的紅外信號，判斷是否是人體入侵到倉庫內，若有，則給用戶的智能終端發送報警信息;獲取引導單元得到的影像數據并對其進行分析，判斷倉庫內是否發生安全隱患，若發生，則給用戶的智能終端發送報警信息。

避障模塊包括紅外避障傳感器，用于檢測倉庫內障礙物與機器人機身的距離，并傳輸給控制單元;所述探測模塊包括紅外探測傳感器和信號處理電路，紅外探測傳感器檢測人體輻射的紅外信號，當檢測到紅外信號變化時，將其轉化為電信號，電信號經過信號處理電路處理后，傳送給控制單元。

控制單元包括主控模塊和通信模塊;所述主控模塊連接避障模塊、探測模塊、安全監控模塊、定位導航模塊和通信模塊，獲取定位導航模塊得到的3D激光點云數據，建立巡視倉庫環境的模型，在巡視倉庫環境的模型中設定機器人的運動路徑;接收避障模塊檢測的倉庫內障礙物與機器人機身的距離，判斷障礙物與機器人機身的距離是否小于設定的閾值，若小于，則根據障礙物與機身之間的距離，控制機器人進行小范圍的自主轉向。[1]

主控模塊采用單片機，所述通信模塊包括與單片機連接的WiFi模塊和GSM短信模塊，還包括安裝在機身底部的動力單元;所述動力單元包括行走機構、用于驅動行走機構的電機以及用于給機器人供電的電源模塊。詳細說明如圖一。

三、力倉儲多功能安防探測機器人的工作方法的技術方案

一種電力倉儲多功能安防探測機器人的工作方法，該方法包括以下步驟：采集倉庫環境數據，形成3D激光點云數據;利用3D激光點云數據，建立巡視倉庫環境的模型;在巡視倉庫環境的模型中設定機器人的運動路徑;控制機器人按照設定的路徑在倉庫內運動，進行巡檢。

在機器人按照設定路徑在倉庫內進行巡檢時，檢測倉庫內障礙物與機器人機身的距離;判斷障礙物與機器人機身的距離是否小于設定的閾值，若小于，則根據障礙物與機身之間的距離，控制機器人進行小范圍的自主轉向。

在機器人按照設定路徑在倉庫內進行巡檢時，檢測倉庫內人體輻射的紅外線，當檢測到紅外信號變化時，將其轉化為紅外電信號，對紅外電信號進行濾波、放大和比較處理;根據處理后的紅外電信號判斷是否是人體入侵到倉庫內，如果是人體入侵到倉庫內，則給用戶的智能終端發送報警信息。

在機器人按照設定路徑在倉庫內進行巡檢時，實時錄制運行過程中的影像數據，對影像數據進行分析，判斷倉庫內是否發生安全隱患，若影像中存在險情時，給用戶的智能終端發送報警信息。

本公開另一方面的一種電力倉儲安防探測系統的技術方案是：

一種電力倉儲安防探測系統，該系統包括電力倉儲安防探測機器人和遠程監控終端，所述遠側監控終端與電力倉儲安防探測機器人通信連接，電力倉儲安防探測機器人將采集到的數據和報警信息無線傳輸至遠程監控終端。

四、電力倉儲多功能安防探測機器人的使用效果

本裝置能夠定時巡視、紅外探測、影像實時監控，提高倉庫巡視效率，可以消除庫區內的安防監控盲區，成本低廉，易維護，滿足了智慧化倉庫建設需求;通過采用紅外探測、影像實時監控、3D激光雷達定位導航、WIFI遠程操控等先進技術，及定時巡視、手動巡檢、紅外探測、影像實時監控、實時報警等安全管控功能于一體，提升了倉庫安防標準，有效降低作業人員勞動強度，減少倉庫運維成本，提供倉庫安全巡視的自動化和信息化水平，有效提高倉庫安全隱患發現能力和自愈能力;

本裝置可以根據不同庫區物資存放位置有針對性的設置巡視路線，產品適用性強;能夠在一定程度上代替人工巡視等安全管理工作，有效降低倉庫人員巡視工作強度和安全風險，利用高清攝像頭、紅外熱像儀等設備，實現倉庫智能實時監控，對倉庫日常安全風險進行全方位識別管理，對倉庫存在的安全薄弱點、風險點實時監控預警，提高了倉庫安全巡視作業的自動化和智能化水平，為倉庫物資安全管理提供了新型的技術檢測手段和安全保障。

結 語

本文介紹了一種電力倉儲安防探測機器人，集定時巡視、手動巡檢、紅外探測、影像實時監控、實時報警等安全管控功能于一體，提升了倉庫安防標準，有效降低作業人員勞動強度，減少倉庫運維成本，提供倉庫安全巡視的自動化和信息化水平，有效提高倉庫安全隱患發現能力和自愈能力，對電力倉儲安防提供有力支撐。

參考文獻

[1] 李福鵬 梁國堅 杜鑫峰 陶熠昆 朱玲芬.基于圖像處理技術的險情識別智能巡檢機器人的研究[J].自動化與儀器儀表，2017：6.