电力巡检障碍物识别策略研究

杨东泽 邵江明 李德玖 贾萱 温裕鸿 徐静

摘要：巡检机器人沿导线行走，利用机器人本体上的检测设备近距离对输电线路进行检测。采用三臂耦合夹持式越障装置，越过障碍物，且可以带电工作。可以实现对防震锤、悬垂线夹等障碍物的越障。

1.主控系统

主控系统包含组织层的裁决系统和外围扩展模块，裁决系统拟采用两个CPU：工业ARM主板EMB8610I和工控PC机EPIA-PS00，外围扩展模块充当协调层的作用，包含I/O扩展模块、LCD 12864显示屏、CAN接口、USB转232模块、无线模块等。

2.感知系统

感知系统按功能来分，可分为监视功能、障碍物检测功能和运动辅助功能三类。

监视功能通过三个传感器来实现，一是用于巡视导线的摄像头，二是用于记录当前巡视导线位置的GPS，三是用于巡检装置跨障画面实时传输到地面的摄像头。

障碍物检测功能，为实现障碍物的检测，本文制定了障碍物三级识别方案，如图所示。引入数据库，对即将巡检的障碍物GPS位置、顺序、类型、尺寸及周围异常状况存储到PC之中，并依此执行三级识别。

运动辅助功能，运动辅助类传感器包含姿态传感器、编码器、限位传感器和电机电流检测模块等。该巡检装置有三个陀螺仪分别用以检测机身水平姿态、前臂竖直姿态和后臂竖直姿态。编码器采用增量式光电编码器，用于电机旋转角度及速度的计算，以此达到运动机构速度环和角度环的闭环控制，并可以计算出执行机构运动的位置，故几乎每个电机都配有编码器。限位传感器采用霍尔传感器、行程开关和电容式接近开关三种，多数用于执行机构关键运动点的限位，同时辅助编码器清零，以防累积误差。电机电流检测用于电机的过载、短路保护，且可依此大致估计电机当前扭矩，方便控制器合理驱动电机。

小结：制定了障碍物三级识别方案。引入数据库，对即将巡检的障碍物GPS位置、顺序、类型、尺寸及周围异常状况存储到PC之中，并依此执行三级识别。实现对障碍物的识别。

参考文献

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经费支持：衢州学院2020年国家级大学生创新创业训练计划项目（202011488028）

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