[发明专利]一种用于高压带电作业机器人的视觉系统及工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视觉系统及工作方法，尤其涉及一种用于高压带电作业机器人的视觉系统及工作方法。

背景技术

随着社会数字化、信息化的不断发展，电力供应的连续性和可靠性显得尤为重要。高压带电作业作为一种在高压电气设备不停电情况下进行检修、测试的作业方法，是避免检修停电，保证正常供电的有效措施。

传统的高压带电作业可以分为三种：等电位作业、地电位作业、中间电位作业等。等电位作业中操作者直接接触高压带电部分，通过绝缘衣裤、绝缘鞋袜、绝缘帽子和绝缘手套等保证操作人员的安全；地电位作业时，人体处于接地的杆塔或构架上，通过绝缘工具实现带电作业；中间电位作业系通过绝缘棒等工具进入高压电场中某一区域，但还未直接接触高压带电体，是前两种作业的中间状况。无论那种作业方式，作业人员都处于高电压、高空环境中，具有作业劳动量大，条件恶劣，作业危险性大等缺点。

随着机器人技术的发展，使用机器人代替人来完成高压带电作业业务成为各研究机构的研究热点。

国外在该领域的研究起步较早，日本于1984年开始高压带电作业机器人的研究，并在九州地区得到现场应用。西班牙、美国、法国和加拿大等国也在20世纪八十年代中期开始开展相应的研究，并且取得了一些科研成果。

相对于国外，国内在高压带电作业的起步较晚，20世纪九十年代末期才开始相应领域的技术研究，其中以山东电力研究院发明的专利号201210095860的“一种高压带电作业主从控制机器人作业平台”为主要的代表。该发明通过液压升降平台将放置于绝缘斗内的机器人操作系统提升至作业高度，操作人员站在绝缘斗内，操控主手遥控机械臂夹持专用工具接触线路完成各种高压带电作业。

上述研究都取得了一定程度上的有益效果，但该发明对操作人员的技术要求较高，操作人员须熟练掌握机械臂操作的相关理论和技术，培训难度较大，另外操作人员仍需在高空环境中作业，依然存在一定的作业风险。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于高压带电作业机器人的视觉系统及工作方法，它具有使操作人员在地面遥控端即可方便、高效的完成带电作业业务的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高压带电作业机器人的视觉系统，它包括操作端，所述操作端包括左机械臂和右机械臂，左机械臂和右机械臂均安装在绝缘斗上，在左机械臂上安装有左立体摄像机，在左立体摄像机上方安装左立体相机，在右机械臂上安装有右立体摄像机，在右立体摄像机上方安装右立体相机；在绝缘斗左机械臂和右机械臂的前侧设有可见光摄像机I，在绝缘斗左机械臂和右机械臂的后侧设有摄像机支柱，在支柱的顶端设有可见光摄像机II；左立体摄像机、右立体摄像机、左立体相机、右立体相机、可见光摄像机I和可见光摄像机II均与地面遥控端连接。

所述地面遥控端包括机器人控制系统、视频处理器和人机接口；操作端通过光纤与机器人控制系统连接，视频处理器连接通过RJ45与左立体摄像机、右立体摄像机、左立体相机、右立体相机、可见光摄像机I和可见光摄像机II，视频处理器分别与人机接口、机器人控制系统连接。

所述操作端安装在液压升降平台。

所述可见光摄像机I和可见光摄像机II采用高清数字CCD摄像机，通过RJ45线与视频处理器连接。

所述左立体摄像机和右立体摄像机采用全高清裸眼立体摄像机，均通过RJ45线与视频处理器连接。

所述左立体相机和右立体相机通过千兆网与视频处理器相连，通过分析左立体相机和右立体相机视频，实现观测物体的空间信息的识别，包括空间的三维坐标和姿态。

所述视频处理器采用图形工作站，通过RS232与机器人控制系统连接，为机器人控制系统提供伺服控制信号。

所述人机接口采用VGA线与视频处理器连接，为操作人员提供操作时的视频指导。

所述高压带电作业机器人为山东电力研究院发明的专利号201210095860的“一种高压带电作业主从控制机器人作业平台”中所述机器人，该机器人包括机器人作业平台支承架、液压升降平台控制集成、机器人操作系统和绝缘斗。