CN113708275A - 一种变电站巡检***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站巡检***及方法。变电站巡检***包括：巡检机器人、可穿戴装置以及交互中心；巡检机器人用于获取当前巡检区域的三维场景，并传输至交互中心；可穿戴装置用于从交互中心获取三维场景，并将三维场景的画面传输至运维人员的眼睛；交互中心用于获取运维人员的输入的控制指令，并将控制指令发送至巡检机器人；巡检机器人还用于根据控制指令，执行对应的巡检任务。通过本发明实施例的技术方案，能够实现运维人员协助巡检机器人工作，并控制巡检机器人执行巡检任务，既保证了变电站的正常运维工作又有助于提高巡检的精度并方便运维人员的工作。
Description
技术领域
本发明涉及变电站技术领域，尤其涉及一种变电站巡检***及方法。
背景技术
变电站是整个电网正常运行的关键因素，是连接电源和用户的中心枢纽，变电站发生安全风险将直接影响用户端与电源端的正常连接，如若处理不及时将影响电网的稳定牲，严重的会导致大规模的停电。
目前的变电站运维工作虽然已经较多投入巡检机器人执行任务，但巡检机器人还处于试运行阶段，在运维工作上缺乏指导，在巡检过程中存在识别不精确的问题。
发明内容
本发明提供一种变电站巡检***及方法，以实现运维人员协助巡检机器人工作，并控制巡检机器人执行巡检任务，既保证了变电站的正常运维工作，又有助于提高巡检的精度并方便运维人员的工作。
第一方面，本发明实施例提供了一种变电站巡检***，该***包括：巡检机器人、可穿戴装置以及交互中心；
所述巡检机器人用于获取当前巡检区域的三维场景，并传输至所述交互中心；
所述可穿戴装置用于从所述交互中心获取所述三维场景，并将所述三维场景的画面传输至运维人员的眼睛；
所述交互中心用于获取运维人员的输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述巡检机器人；
所述巡检机器人还用于根据所述控制指令，执行对应的巡检任务。
可选的，所述巡检机器人包括可见光摄像头、图像匹配模块和三维重建模块；
所述可见光摄像头用于获取当前巡检区域的可见光图像；
所述图像匹配模块用于根据所述可见光图像进行图像匹配；
所述三维重建模块根据图像匹配结果，生成巡检区域的三维场景。
可选的，所述可见光摄像头包括360°全景摄像头。
可选的，所述交互中心包括服务器和控制模块；
所述服务器用于接收所述三维场景，所述控制模块用于获取运维人员的输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述巡检机器人。
可选的，所述巡检机器人和所述服务器之间、所述服务器与所述可穿戴装置之间以及所述控制模块与所述巡检机器人之间均通过无线传输的方式传输数据。
可选的，所述可穿戴装置包括虚拟现实显示装置或增强现实显示装置。
可选的，所述巡检机器人包括红外测温仪、红外热成像检漏仪以及紫外放电成像仪；
所述巡检机器人根据所述控制指令，控制所述红外测温仪、所述红外热成像检漏仪和所述紫外放电成像仪中的至少一者执行对应的巡检任务。
可选的，所述巡检机器人还用于按照预设的轨迹进行巡检，通过变电站设备的射频识别标签获取故障设备的运行状态及历史检测信息。
第二方面，本发明实施例还提供了一种变电站巡视方法，该方法包括：
巡检机器人获取当前巡检区域的三维场景，并传输至交互中心；
可穿戴装置从所述交互中心获取所述三维场景，并将所述三维场景的画面传输至运维人员的眼睛；
所述交互中心获取运维人员的输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述巡检机器人；
所述巡检机器人根据所述控制指令，执行对应的巡检任务；
可选的，所述巡检机器人按照预设的轨迹进行巡检，通过变电站设备的射频识别标签获取故障设备的运行状态及历史检测信息。
本发明实施例提供的变电站巡检***及方法通过巡检机器人获取当前巡检区域的三维场景，并传输至交互中心，通过可穿戴装置获取交互中心的三维场景，并将三维场景的画面传输至运维人员的眼睛，交互中心将运维人员输入的控制指令发送至巡检机器人，巡检机器人根据控制指令执行对应的巡检任务。与现有技术相比，由于本方案中，运维人员通过可穿戴装置，获取当前巡检区域的三维场景并通过交互中心发送控制指令，远程控制巡检机器人执行巡检任务，解决了巡检机器人在运维工作上缺乏指导，在巡检过程中存在识别不精确的问题，既保证了变电站的正常运维工作又有助于提高巡检的精度并方便运维人员的工作。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种变电站巡检***的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的另一种变电站巡检***的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的一种变电站巡检***中的巡检机器人的巡检仪器类型图。
图4是本发明实施例二提供的一种变电站巡视方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种变电站巡检***的结构示意图，本实施例可适用于对变电站中各种电力设备的运行维护，该***用于执行变电站巡视方法，如图1所示，该变电站巡检***包括：
巡检机器人100、可穿戴装置200以及交互中心300；
巡检机器人100用于获取当前巡检区域的三维场景，并传输至交互中心300；
可穿戴装置200用于从交互中心300获取三维场景，并将三维场景的画面传输至运维人员的眼睛；
交互中心300用于获取运维人员的输入的控制指令，并将控制指令发送至巡检机器人100；
巡检机器人100还用于根据控制指令，执行对应的巡检任务。
在上述操作中，具体的是，巡检机器人100用于为运维人员提供三维场景，例如巡检机器人100中可以包括图像采集部分、图像处理部分和三维重建部分，以实现获取当前巡检区域的三维场景。例如，可以在巡检机器人100上安装摄像头或成像仪，通过摄像头或成像仪采集当前巡检区域的图像，然后通过机器人100的图像处理部分进行图像处理，根据图像处理结果在三维重建部分生成当前巡检区域的三维场景，并将生成的三维场景传输至交互中心300，在实际应用中，可根据不同的巡检需求在巡检机器人100上安装多种巡检仪器。
可穿戴装置200与交互中心300连接，以实现可穿戴装置200获取交互中心300中的三维场景，由于运维人员不能直接通过眼睛获取三维场景，需要通过佩戴可穿戴装置200将三维场景的画面传输至运维人员的眼睛。例如，交互中心300中可以包括服务器，可穿戴装置200中可以包括智能可穿戴眼镜，服务器与智能可穿戴眼镜连接，巡检机器人100与服务器连接，服务器用于接收巡检机器人100获取到的三维场景，并将三维场景传输至智能可穿戴眼镜，运维人员通过佩戴智能可穿戴眼镜可以看到巡检机器人100获取到的三维场景。交互中心300将三维场景传输至可穿戴装置200进一步传输至运维人员的眼睛，运维人员根据看到的三维场景发出控制指令，交互中心300将控制指令发送至巡检机器人100以实现对巡检机器人100的控制。例如，交互中心300中可以包括控制模块，控制模块与巡检机器人100连接，运维人员发出的控制指令通过交互中心300中的控制模块传输至巡检机器人100。
巡检机器人100根据运维人员发出的控制指令，执行对应的巡检任务。例如，在巡检机器人100巡检过程中，需要使用不同的巡检仪器或同时使用多种巡检仪器时，运维人员需要对巡检机器人100发出控制指令，控制其选择对应的巡检仪器执行相应的巡检任务。在巡检机器人100巡检过程中，需要进行精确点位识别时，也要向巡检机器人100发出控制指令。此外，巡检机器人100在巡检过程中可能会出现轨迹偏差或视角偏差，此时，需要运维人员向巡检机器人100发出控制指令，纠正其轨迹偏差和视角偏差。
本发明实施例的技术方案，通过巡检机器人获取当前巡检区域的三维场景，并传输至交互中心，通过可穿戴装置获取交互中心的三维场景，并将三维场景的画面传输至运维人员的眼睛，交互中心将运维人员输入的控制指令发送至巡检机器人，以实现控制巡检机器人执行相应的巡检任务。与现有技术相比，由于本方案中，运维人员通过可穿戴装置，获取当前巡检区域的三维场景并通过交互中心发送控制指令，远程控制巡检机器人执行巡检任务。解决了巡检机器人在运维工作上缺乏指导，在巡检过程中存在识别不精确的问题，既保证了变电站的正常运维工作又有助于提高巡检的精度并方便运维人员的工作。
图2为本发明实施例一提供的另一种变电站巡检***的结构示意图，如图2所示，可选的，巡检机器人100包括可见光摄像头110、图像匹配模块120和三维重建模块130。
在上述操作中，具体的是，可见光摄像头110用于获取当前巡检区域的可见光图像；图像匹配模块120用于根据可见光图像进行图像匹配；三维重建模块130根据图像匹配结果，生成巡检区域的三维场景。
示例性的，可见光摄像头110可以将巡检区域内的波长在390nm-780nm范围内的光聚焦，并呈现出清晰的图像，可选的，可以对同一区域多次连续的获取可见光图像，并通过图像匹配模块120对获取到的多幅可见光图像进行图像匹配。三维重建包括图像获取、摄像机标定、特征提取、立体匹配和三维重建五个步骤，其中图像获取由可见光摄像头110实现，之后三维重建模块130根据图像匹配结果按照三维重建的步骤生成巡检区域的三维场景。
其中，可见光摄像头110可包括360°全景摄像头。
示例性的，360°全景摄像头可以无盲点监测覆盖面积400平方米左右，设有一个鱼眼镜头，拥有360°全景视图。一台360°全景摄像头可以取代多台普通的摄像机，做到无缝监控。通过在巡检机器人100上安装360°全景摄像头可以在巡检机器人100巡检过程中扩大巡检视角，全方位的获取当前巡检区的可见光图像。
参见图2，可选的，交互中心300包括服务器310和控制模块320。
在上述操作中，具体的是，服务器310用于接收三维场景，控制模块320用于获取运维人员的输入的控制指令，并将控制指令发送至巡检机器人100。
示例性的，服务器310用于接收巡检机器人100产生的三维场景，运维人员可以根据服务器310接收到的三维场景，发出语音控制指令并输入到控制模块320中，由控制模块320将语音控制指令发送至巡检机器人100，以实现远程向巡检机器人100发送控制指令。
在上述方案的基础上，可选的，可穿戴装置200包括虚拟现实显示装置或增强现实显示装置。
在上述操作中，具体的是，运维人员通过佩戴可穿戴装置例如虚拟现实显示装置或增强现实显示装置，获取交互中心300中的三维场景。示例性的，运维人员可以通过佩戴VR眼镜或AR眼镜来获取交互中心300中的服务器310接收到的三维场景，并传输至运维人员的眼睛，通过佩戴的VR眼镜或AR眼镜运维人员可以接收到巡检机器人100所获取到的当前巡检区域的场景信息，即可以远程接收巡检机器人100中的三维场景，实现人机远程协作。
在上述方案的基础上，可选的，巡检机器人100和服务器310之间、服务器310与可穿戴装置200之间以及控制模块320与巡检机器人100之间均通过无线传输的方式传输数据。
示例性的，巡检机器人100和服务器310之间、服务器310与可穿戴装置200之间以及控制模块320与巡检机器人100之间可以采用无线网络的方式传输数据，通过无线网络的方式传输数据无需进行布线，可建立远距离的无线连接，尤其是在巡检机器人100和服务器310之间以及控制模块320与巡检机器人100之间。
在上述方案的基础上，可选的，巡检机器人100还用于按照预设的轨迹进行巡检，通过变电站设备的射频识别标签获取故障设备的运行状态及历史检测信息。
示例性的，巡检机器人100按照预设的轨迹进行巡检，当巡检机器人100在巡检过程中出现轨迹偏差或是拍摄角度偏差时，运维人员可以发出语音控制指令通过控制模块320将语音控制指令发送至巡检机器人100，纠正巡检机器人100的轨迹偏差或是拍摄角度偏差，控制巡检机器人100进行精准定位巡检。巡检机器人100还可以通过变电站设备的射频识别标签获取故障设备的运行状态及历史检测信息，并对该设备给出综合性的判断，若判断为无缺陷则表示设备正常，若判断为有缺陷，则对于巡检机器人100给出的判断，运维人员可进行人为干预，进一步判断设备状况，若判断为有缺陷，巡检机器人100将根据运维人员的相应语音控制指令对需要复测的故障点进行精确性联合诊断，运维人员根据诊断结果记录故障设备的射频识别标签并添加故障信息。
图3是本发明实施例一提供的一种变电站巡检***中的巡检机器人的巡检仪器类型图。如图3所示，可选的，巡检机器人100还包括红外测温仪111、红外热成像检漏仪112以及紫外放电成像仪113；在上述操作中，具体的是，巡检机器人100根据控制指令，控制红外测温仪111、红外热成像检漏仪112和紫外放电成像仪113中的至少一者执行对应的巡检任务。
示例性的，在变电站内，电气设备相对比较集中，例如电压互感器、电流互感器、变压器、避雷器、套管和耦合电容器等，因各种设备接头较多，由于压接不紧或是设备负荷持续增大等原因，很容易引起设备过热，导致各种故障隐患，因此需要进行全站检测，可以使用红外测温仪111远距离的对变电站的设备进行巡检测温，有效判断站内设备的运行状态，及时发现设备隐患。此外，变电站还可能会发生气体泄漏，例如有毒气体泄漏，有毒气体在电弧和电晕作用下会分解产生衍生物，这些衍生物会引起绝缘材料的损坏且是剧毒气体，因此可以使用红外热成像检漏仪112，例如有毒气体红外成像检漏仪，监测变电站的气体泄漏情况，准确的发现并定位有毒气体泄漏点，有效防止气体泄漏、中毒等严重事故的发生。另外，变电站内大量设备在某些情况下随着绝缘性能的降低、出现结构缺陷，或表面局部放电现象，电晕和表面局部放电过程中，电晕和放电部位将大量辐射紫外线，这样便可以使用紫外放电成像仪113记录电晕和表面放电过程中辐射的紫外线，评估设备状况，预防并减少设备发生故障造成的重大损失。在实际应用中，可根据检测需求选择不同的巡检仪器。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的一种变电站巡视方法的流程示意图，本实施例在上述各实施例的基础上，提供一种变电站巡检***的巡视方法，该巡视方法由巡检***执行，该方法具体包括：
S210、巡检机器人获取当前巡检区域的三维场景，并传输至交互中心；
S220、可穿戴装置从交互中心获取三维场景，并将三维场景的画面传输至运维人员的眼睛；
S230、交互中心获取运维人员的输入的控制指令，并将控制指令发送至巡检机器人；
S240、巡检机器人根据控制指令，执行对应的巡检任务。
其中，巡检机器人按照预设的轨迹进行巡检，通过变电站设备的射频识别标签获取故障设备的运行状态及历史检测信息。
本发明实施例的技术方案，运维人员通过可穿戴装置，获取由巡检机器人获取的当前巡检区域的三维场景，并通过交互中心向巡检机器人发送控制指令，远程控制巡检机器人执行巡检任务，当巡检机器人出现偏差时运维人员将发送控制指令纠正其偏差，并对巡检机器人做出的设备状况的判断进行干预。解决了巡检机器人在运维工作上缺乏指导，在巡检过程中存在识别不精确的问题，既保证了变电站的正常运维工作又有助于提高巡检的精度并方便运维人员的工作。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种变电站巡检***，其特征在于，包括巡检机器人、可穿戴装置以及交互中心；
所述巡检机器人用于获取当前巡检区域的三维场景，并传输至所述交互中心；
所述可穿戴装置用于从所述交互中心获取所述三维场景，并将所述三维场景的画面传输至运维人员的眼睛；
所述交互中心用于获取运维人员的输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述巡检机器人；
所述巡检机器人还用于根据所述控制指令，执行对应的巡检任务。
2.根据权利要求1所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人包括可见光摄像头、图像匹配模块和三维重建模块；
所述可见光摄像头用于获取当前巡检区域的可见光图像；
所述图像匹配模块用于根据所述可见光图像进行图像匹配；
所述三维重建模块根据图像匹配结果，生成巡检区域的三维场景。
3.根据权利要求2所述的变电站巡检***，其特征在于，所述可见光摄像头包括360°全景摄像头。
4.根据权利要求1所述的变电站巡检***，其特征在于，所述交互中心包括服务器和控制模块；
所述服务器用于接收所述三维场景，所述控制模块用于获取运维人员的输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述巡检机器人。
5.根据权利要求4所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人和所述服务器之间、所述服务器与所述可穿戴装置之间以及所述控制模块与所述巡检机器人之间均通过无线传输的方式传输数据。
6.根据权利要求1所述的变电站巡检***，其特征在于，所述可穿戴装置包括虚拟现实显示装置或增强现实显示装置。
7.根据权利要求1所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人包括红外测温仪、红外热成像检漏仪以及紫外放电成像仪；
所述巡检机器人根据所述控制指令，控制所述红外测温仪、所述红外热成像检漏仪和所述紫外放电成像仪中的至少一者执行对应的巡检任务。
8.根据权利要求1所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人还用于按照预设的轨迹进行巡检，通过变电站设备的射频识别标签获取故障设备的运行状态及历史检测信息。
9.一种变电站巡视方法，其特征在于，由权利要求1～8任一所述的变电站巡检***执行，所述变电站巡视方法包括：
巡检机器人获取当前巡检区域的三维场景，并传输至交互中心；
可穿戴装置从所述交互中心获取所述三维场景，并将所述三维场景的画面传输至运维人员的眼睛；
所述交互中心获取运维人员的输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述巡检机器人；
所述巡检机器人根据所述控制指令，执行对应的巡检任务。
10.根据权利要求9所述的变电站巡视方法，其特征在于，还包括：
所述巡检机器人按照预设的轨迹进行巡检，通过变电站设备的射频识别标签获取故障设备的运行状态及历史检测信息。
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