高压巡线机器人电磁传感器导航方法

智能车系列~

　2006年第25卷第9期　　　　　　　传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)

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高压巡线机器人电磁传感器导航方法

陈中伟,肖　华,吴功平

(武汉大学动力与机械学院,湖北武汉430072)

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摘　要:对值检测原理,通过合理布局的传感器测头阵列,,,经过特定的算法,:电磁传感器工作可靠,导航方法切实可行,。关键词:电磁传感器;;;:A　　　文章编号:1000-9787(2006)09-0033-03

magneticsensornavigationsystemofrobotfor

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high2voltagetransmissionlineinspection

CHENZhong2wei,XIAOHua,WUGong2ping

(SchoolofPowerandMechanicalEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)

Abstract:Amethodofelectromagneticsensornavigationofinspectionrobotforhigh2voltagetransmissionlineisproposed.Thismethodadoptsantheoryofcomparativelydetection,plotsoutthespaceintodifferentareasbysensorarrayingsuitably,figursoutthepositionanddirectionoftherobotbysomespecificarithmeticbasedontheelectromagneticsensoroutput.Experimentinthelaboratoryandonalocalehigh2voltagetransmissionlineindicatesthattheelectromagneticsensorcanworkreliably,themethodofnavigationisfeasible,it’sprecisionis10mm,andthesystemcansatisfytherequirementsofpracticaluse.

Keywords:electromagneticsensor;navigation;comparativelydetection;robot

0　引　言

检测,代替工人进行电力线路的巡检工作,提高巡线的工作效率和巡检精度[3,4]。

自主导航是巡线机器人应具备的基本功能,也是反映其智能化的关键技术。由于巡线机器人工作在野外环境中,其行驶路径高压输电线路周围分布有强电场与强磁场,使其对自动导航传感器的选用十分苛刻。目前,巡线机器人使用视觉导航的较多。视觉导航具有很高的空间和灰度分辨力,探测范围广、精度高,能够获取场景中绝大部分信息[5],其缺点是难以从背景中分离出要探测的目标。为了将障碍与背景分开,所需的图像计算量很大,导致系统的实时性能较差[6]。另外,悬挂在导线上的机器人,由于风力作用和自身姿态调整时重心的偏移会产生摆动,加大了跨越障碍时的控制难度,软件算法复杂。本文研究了一种采用电磁传感器沿高压输电线路的相线进行导航的新型方法,其显著特点是能避免强电场、强磁场的干扰,传感器结构小巧、重量轻、便于安装、软件处理方便、造价低廉。

高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式。为确保供电可靠性,电力公司必须定期对线路设备进行巡检,及时发现早期损伤和缺陷,安排必要的维护和修复。目前,对输电导线进行巡检的方法主要有2种:(1)人工巡线:采用肉眼、望远镜或红外成像仪等设备沿地面对辖区内的电力线进行观测。这种方法劳动强度大、工作效率低、探测精度低、可靠性差;(2)航测法:直升飞机巡线,这种方法存在巡线盲区和安全问题,巡检费用昂贵[1]。

移动机器人技术的发展,为架空电力线路巡检提供了新的移动平台。高压巡线机器人是沿架空高压输电线路进行巡检作业的全自动化的巡线装置,能够带电工作,沿输电导线全程运行(包括沿输电导线的直线段和耐张线段实现滚动爬行、跨越及避让悬垂线夹、悬垂绝缘子、防震锤、耐张线夹、杆塔等结构型障碍)[2],利用携带的传感仪器对杆塔、导线及避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等实施接近

收稿日期:2006-03-22

3基金项目:国家“863”计划资助项目(2002AA420110-6,2005AA42006-1)