一種電力倉(cāng)儲(chǔ)多功能安防探測(cè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)

張煜 張濤 張律 馬濤

摘 要：為了進(jìn)一步建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，優(yōu)化電力營(yíng)商環(huán)境，確保物資儲(chǔ)配及時(shí)、準(zhǔn)確，需要全面開(kāi)展業(yè)擴(kuò)定額儲(chǔ)備和電商化實(shí)體入庫(kù)工作，入庫(kù)金額大。隨著大量物資入庫(kù)存放，單位面積庫(kù)存大大增多，致使現(xiàn)有的監(jiān)控存在較多盲區(qū)，紅外探測(cè)信號(hào)被阻擋，無(wú)法第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并消除安全隱患，倉(cāng)庫(kù)安防管理工作面臨挑戰(zhàn)。本文涉及倉(cāng)儲(chǔ)安防技術(shù)領(lǐng)域，具體研究了一種電力倉(cāng)儲(chǔ)多功能安防探測(cè)機(jī)器人、工作方法及系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：電力倉(cāng)儲(chǔ) 多功能安防探測(cè) 機(jī)器人

引 言

現(xiàn)有的巡檢機(jī)器人攜帶紅外探測(cè)儀、可見(jiàn)光CCD等有關(guān)的電站設(shè)備檢測(cè)裝置，以自主和遙控的方式，代替人對(duì)室外高壓設(shè)備進(jìn)行巡測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的內(nèi)部熱缺陷、外部機(jī)械或電器問(wèn)題如物損傷、發(fā)熱、漏油等等，給運(yùn)行人員提供診斷電力設(shè)備運(yùn)行中的事故隱患和故障先兆的有關(guān)數(shù)據(jù)。

一、現(xiàn)有倉(cāng)儲(chǔ)安防巡視存在的問(wèn)題

現(xiàn)有巡檢機(jī)器人費(fèi)用高昂，且為變電站研發(fā)，并不完全適用于解決倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)有問(wèn)題。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大力推廣，大多企業(yè)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)管理提出了更高的要求，在安全的極端重要性前提下，如何提高倉(cāng)儲(chǔ)巡視效率，消除安防監(jiān)控缺陷，仍是待解決的技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)有對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)安防巡視方式是通過(guò)人工定期巡視的方式，該方式存在以下問(wèn)題：一是因巡視頻次高，人工巡視成本高昂;二是因庫(kù)區(qū)面積大，死角較多，部分死角人工難以探測(cè)，人工巡視難度大;三是人工巡視記錄難以痕跡化，巡視具體情況無(wú)法準(zhǔn)確記錄，人工巡視的可追溯性差。

二、電力倉(cāng)儲(chǔ)多功能安防探測(cè)機(jī)器人的技術(shù)方案

一種電力倉(cāng)儲(chǔ)多功能安防探測(cè)機(jī)器人，包括機(jī)身、安裝在機(jī)身上的引導(dǎo)單元和控制單元;所述引導(dǎo)單元，用于采集倉(cāng)庫(kù)環(huán)境數(shù)據(jù)，形成3D激光點(diǎn)云數(shù)據(jù);在機(jī)器人按照設(shè)定路徑在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行巡航時(shí)，檢測(cè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)障礙物與機(jī)器人機(jī)身的距離以及倉(cāng)庫(kù)內(nèi)人體輻射的紅外信號(hào)，錄制機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中的影像數(shù)據(jù);

控制單元用于獲取引導(dǎo)單元得到的3D激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立巡視倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的模型，在巡視倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的模型中設(shè)定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑;接收引導(dǎo)單元傳輸?shù)膫}(cāng)庫(kù)內(nèi)障礙物與機(jī)器人機(jī)身的距離，判斷是否需要避障;接收引導(dǎo)單元傳輸?shù)募t外信號(hào)，判斷是否是人體入侵到倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，若有，則給用戶(hù)的智能終端發(fā)送報(bào)警信息;獲取引導(dǎo)單元得到的影像數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析，判斷倉(cāng)庫(kù)內(nèi)是否發(fā)生安全隱患，若發(fā)生，則給用戶(hù)的智能終端發(fā)送報(bào)警信息。

避障模塊包括紅外避障傳感器，用于檢測(cè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)障礙物與機(jī)器人機(jī)身的距離，并傳輸給控制單元;所述探測(cè)模塊包括紅外探測(cè)傳感器和信號(hào)處理電路，紅外探測(cè)傳感器檢測(cè)人體輻射的紅外信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到紅外信號(hào)變化時(shí)，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路處理后，傳送給控制單元。

控制單元包括主控模塊和通信模塊;所述主控模塊連接避障模塊、探測(cè)模塊、安全監(jiān)控模塊、定位導(dǎo)航模塊和通信模塊，獲取定位導(dǎo)航模塊得到的3D激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立巡視倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的模型，在巡視倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的模型中設(shè)定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑;接收避障模塊檢測(cè)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)障礙物與機(jī)器人機(jī)身的距離，判斷障礙物與機(jī)器人機(jī)身的距離是否小于設(shè)定的閾值，若小于，則根據(jù)障礙物與機(jī)身之間的距離，控制機(jī)器人進(jìn)行小范圍的自主轉(zhuǎn)向。[1]

主控模塊采用單片機(jī)，所述通信模塊包括與單片機(jī)連接的WiFi模塊和GSM短信模塊，還包括安裝在機(jī)身底部的動(dòng)力單元;所述動(dòng)力單元包括行走機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)的電機(jī)以及用于給機(jī)器人供電的電源模塊。詳細(xì)說(shuō)明如圖一。

三、力倉(cāng)儲(chǔ)多功能安防探測(cè)機(jī)器人的工作方法的技術(shù)方案

一種電力倉(cāng)儲(chǔ)多功能安防探測(cè)機(jī)器人的工作方法，該方法包括以下步驟：采集倉(cāng)庫(kù)環(huán)境數(shù)據(jù)，形成3D激光點(diǎn)云數(shù)據(jù);利用3D激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立巡視倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的模型;在巡視倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的模型中設(shè)定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑;控制機(jī)器人按照設(shè)定的路徑在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行巡檢。

在機(jī)器人按照設(shè)定路徑在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行巡檢時(shí)，檢測(cè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)障礙物與機(jī)器人機(jī)身的距離;判斷障礙物與機(jī)器人機(jī)身的距離是否小于設(shè)定的閾值，若小于，則根據(jù)障礙物與機(jī)身之間的距離，控制機(jī)器人進(jìn)行小范圍的自主轉(zhuǎn)向。

在機(jī)器人按照設(shè)定路徑在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行巡檢時(shí)，檢測(cè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)人體輻射的紅外線，當(dāng)檢測(cè)到紅外信號(hào)變化時(shí)，將其轉(zhuǎn)化為紅外電信號(hào)，對(duì)紅外電信號(hào)進(jìn)行濾波、放大和比較處理;根據(jù)處理后的紅外電信號(hào)判斷是否是人體入侵到倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，如果是人體入侵到倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，則給用戶(hù)的智能終端發(fā)送報(bào)警信息。

在機(jī)器人按照設(shè)定路徑在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行巡檢時(shí)，實(shí)時(shí)錄制運(yùn)行過(guò)程中的影像數(shù)據(jù)，對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷倉(cāng)庫(kù)內(nèi)是否發(fā)生安全隱患，若影像中存在險(xiǎn)情時(shí)，給用戶(hù)的智能終端發(fā)送報(bào)警信息。

本公開(kāi)另一方面的一種電力倉(cāng)儲(chǔ)安防探測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)方案是：

一種電力倉(cāng)儲(chǔ)安防探測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電力倉(cāng)儲(chǔ)安防探測(cè)機(jī)器人和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，所述遠(yuǎn)側(cè)監(jiān)控終端與電力倉(cāng)儲(chǔ)安防探測(cè)機(jī)器人通信連接，電力倉(cāng)儲(chǔ)安防探測(cè)機(jī)器人將采集到的數(shù)據(jù)和報(bào)警信息無(wú)線傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。

四、電力倉(cāng)儲(chǔ)多功能安防探測(cè)機(jī)器人的使用效果

本裝置能夠定時(shí)巡視、紅外探測(cè)、影像實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高倉(cāng)庫(kù)巡視效率，可以消除庫(kù)區(qū)內(nèi)的安防監(jiān)控盲區(qū)，成本低廉，易維護(hù)，滿(mǎn)足了智慧化倉(cāng)庫(kù)建設(shè)需求;通過(guò)采用紅外探測(cè)、影像實(shí)時(shí)監(jiān)控、3D激光雷達(dá)定位導(dǎo)航、WIFI遠(yuǎn)程操控等先進(jìn)技術(shù)，及定時(shí)巡視、手動(dòng)巡檢、紅外探測(cè)、影像實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警等安全管控功能于一體，提升了倉(cāng)庫(kù)安防標(biāo)準(zhǔn)，有效降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少倉(cāng)庫(kù)運(yùn)維成本，提供倉(cāng)庫(kù)安全巡視的自動(dòng)化和信息化水平，有效提高倉(cāng)庫(kù)安全隱患發(fā)現(xiàn)能力和自愈能力;

本裝置可以根據(jù)不同庫(kù)區(qū)物資存放位置有針對(duì)性的設(shè)置巡視路線，產(chǎn)品適用性強(qiáng);能夠在一定程度上代替人工巡視等安全管理工作，有效降低倉(cāng)庫(kù)人員巡視工作強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)，利用高清攝像頭、紅外熱像儀等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)智能實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)倉(cāng)庫(kù)日常安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全方位識(shí)別管理，對(duì)倉(cāng)庫(kù)存在的安全薄弱點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警，提高了倉(cāng)庫(kù)安全巡視作業(yè)的自動(dòng)化和智能化水平，為倉(cāng)庫(kù)物資安全管理提供了新型的技術(shù)檢測(cè)手段和安全保障。

結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了一種電力倉(cāng)儲(chǔ)安防探測(cè)機(jī)器人，集定時(shí)巡視、手動(dòng)巡檢、紅外探測(cè)、影像實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警等安全管控功能于一體，提升了倉(cāng)庫(kù)安防標(biāo)準(zhǔn)，有效降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少倉(cāng)庫(kù)運(yùn)維成本，提供倉(cāng)庫(kù)安全巡視的自動(dòng)化和信息化水平，有效提高倉(cāng)庫(kù)安全隱患發(fā)現(xiàn)能力和自愈能力，對(duì)電力倉(cāng)儲(chǔ)安防提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 李福鵬 梁國(guó)堅(jiān) 杜鑫峰 陶熠昆 朱玲芬.基于圖像處理技術(shù)的險(xiǎn)情識(shí)別智能巡檢機(jī)器人的研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2017：6.