電力巡檢障礙物識別策略研究

楊東澤 邵江明 李德玖 賈萱 溫裕鴻 徐靜

摘要：巡檢機器人沿導線行走，利用機器人本體上的檢測設備近距離對輸電線路進行檢測。采用三臂耦合夾持式越障裝置，越過障礙物，且可以帶電工作。可以實現對防震錘、懸垂線夾等障礙物的越障。

1.主控系統

主控系統包含組織層的裁決系統和外圍擴展模塊，裁決系統擬采用兩個CPU：工業ARM主板EMB8610I和工控PC機EPIA-PS00，外圍擴展模塊充當協調層的作用，包含I/O擴展模塊、LCD 12864顯示屏、CAN接口、USB轉232模塊、無線模塊等。

2.感知系統

感知系統按功能來分，可分為監視功能、障礙物檢測功能和運動輔助功能三類。

監視功能通過三個傳感器來實現，一是用于巡視導線的攝像頭，二是用于記錄當前巡視導線位置的GPS，三是用于巡檢裝置跨障畫面實時傳輸到地面的攝像頭。

障礙物檢測功能，為實現障礙物的檢測，本文制定了障礙物三級識別方案，如圖所示。引入數據庫，對即將巡檢的障礙物GPS位置、順序、類型、尺寸及周圍異常狀況存儲到PC之中，并依此執行三級識別。

運動輔助功能，運動輔助類傳感器包含姿態傳感器、編碼器、限位傳感器和電機電流檢測模塊等。該巡檢裝置有三個陀螺儀分別用以檢測機身水平姿態、前臂豎直姿態和后臂豎直姿態。編碼器采用增量式光電編碼器，用于電機旋轉角度及速度的計算，以此達到運動機構速度環和角度環的閉環控制，并可以計算出執行機構運動的位置，故幾乎每個電機都配有編碼器。限位傳感器采用霍爾傳感器、行程開關和電容式接近開關三種，多數用于執行機構關鍵運動點的限位，同時輔助編碼器清零，以防累積誤差。電機電流檢測用于電機的過載、短路保護，且可依此大致估計電機當前扭矩，方便控制器合理驅動電機。

小結：制定了障礙物三級識別方案。引入數據庫，對即將巡檢的障礙物GPS位置、順序、類型、尺寸及周圍異常狀況存儲到PC之中，并依此執行三級識別。實現對障礙物的識別。

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