[发明专利]基于宽窄异构通信技术的电力巡检机器人控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于宽窄异构通信技术的电力巡检机器人控制系统及方法，属于电力巡检机器人技术领域。该系统包括可见光摄像头、红外热成像仪、设备噪音拾取模块、补光灯、云台、激光导航定位模块、电机驱动模块和驱动电机；所述的电机驱动模块与驱动电机相连，用于控制驱动电机的工作；还包括主控制器、低功耗控制器、高速宽带网络通信模块和低功耗窄带网络通信模块。本发明通过高速宽带网络与低功耗窄带网络的宽窄异构，配合对应的主控制器和低功耗控制器，实现对巡检机器人的低功耗控制，能有效降低巡检机器人在待机及巡检运动间歇期内的功耗，延长电池有效续航里程，降低对于电池容量的需求，进而减小巡检机器人的整机重量，以便于运输和维护。

技术领域

本发明属于电力巡检机器人技术领域，具体涉及一种基于宽窄异构通信技术的电力巡检机器人控制系统及方法。

背景技术

随着机器人技术和人工智能技术的不断发展成熟，电力巡检机器人已成为机器人技术发展的一个重要分支，为电力自动化、智能化建设提供了有力的支撑，已出现逐步取代传统人工巡检的趋势，具有巡检效率高、节约人力资源成本、安全系数高等优点。

为了降低布线施工和应用实施的难度，提高机器人的有效作业范围，电力巡检机器人一般均采用电池供电外加无线通信控制的设计方式，通过无线通信网络实现对巡检机器人的远程控制以及巡检数据交互，通过电池为巡检机器人中的各个功能模块、检测设备以及驱动电机供电。在电池供电条件下，巡检机器人上集成的可见光摄像头、红外热成像仪、无线通信模块、云台、设备噪音拾取模块、补光灯、激光导航定位模块、主控制器、电机驱动模块以及驱动电机等都会消耗大量的电能，这就要求电池必须具有足够的容量才能保证上述设备和模块在续航时间要求内都能够正常工作。

目前，巡检机器人在执行巡检任务时，一般采用开环控制的方式，由巡检机器人根据巡检任务的需求提前打开所需的功能模块及检测设备，并在整个巡检任务执行过程中均保持上述设备或模块处于工作模式，但由于实际设置的巡检点位并不是连续的，当巡检机器人由一个巡检点位移动到下一个巡检点位的过程中，上述设备或模块所消耗的电能会被浪费掉。此外，当巡检机器人处于待机状态或者因故障而暂停工作时，巡检机器人上已开启的功能模块或者检测设备仍在消耗电能，特别是无线通信模块，由于需要满足大流量多媒体数据的传输需求，一般无线通信模块都会选用高速宽带无线通信方式，其工作电流可能达到数百毫安。

为了满足巡检机器人的续航要求，目前普遍采用的解决方案是选用标称容量更大的电池，但由于巡检机器人所使用的电池一般均为化学电池，电池的重量与其容量成正相关关系，随着容量的提升，其重量也明显增大，导致巡检机器人的整机重量增加，使得巡检机器人运动过程中消耗的电能也随之增加，从而降低了实际的有效续航里程。此外，巡检机器人整机重量的提升还会增加搬运以及后期维护的难度，加剧轮胎的磨损。因此如何克服现有技术的不足是目前电力巡检机器人技术领域亟需解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于宽窄异构通信技术的电力巡检机器人控制系统及方法，通过高速宽带网络与低功耗窄带网络的宽窄异构，配合对应的主控制器和低功耗控制器，实现对巡检机器人的低功耗控制，在巡检机器人处于待机状态或未到达规定的巡检点位之前，自动让主控制器处于休眠模式，并关闭高速宽带网络通信模块、可见光摄像头、红外热成像仪、设备噪音拾取模块、补光灯及云台的电源，仅利用低功耗窄带网络通信模块实现对上位机平台控制数据的监听以及对巡检机器人自身运行状态数据的远程上传，从而降低巡检机器人在待机及巡检运动间歇期内的功耗，延长电池有效续航里程，降低对于电池容量的需求，进而减小巡检机器人的整机重量，以便于运输和维护。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于宽窄异构通信技术的电力巡检机器人控制系统，包括可见光摄像头、红外热成像仪、设备噪音拾取模块、补光灯、云台、激光导航定位模块、电机驱动模块和驱动电机；所述的电机驱动模块与驱动电机相连，用于控制驱动电机的工作；

还包括主控制器、低功耗控制器、高速宽带网络通信模块和低功耗窄带网络通信模块；