变电站巡检机器人关键技术及系统的研究与实现

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1、田風￡１挪ＵＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＫＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＮＩＶＥＲＳ’硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＪＷｉ，．—Ｍ：论文题巨变电祐巡检机器人关键技术及系统的研究与实现学科专业机械电子工程学号２０１２２１０８０２１７１作者姓名王凯指营教师骆徳渊教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注巧致谢的地方外，论文中不包含

2、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。支狄ｉ作者签名：／曰：曰期．方兵／月ｆ论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描

3、等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名；导师签名日期；ＬｏｆＶ年／月日［分类号密级注1UDC学位论文变电站巡检机器人关键技术及系统的研究与实现（题名和副题名）王凯（作者姓名）指导教师骆徳渊教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业机械电子工程工程领域名称机械电子工程提交论文日期2015.5.5论文答辩日期2015.5.15学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月28日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》

4、的类号。RESEARCHANDIMPLEMENTATIONONTHEKEYTECHNOLOGIESANDSYSTEMOFSUBSTATIONINSPECTIONROBOTAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MechatronicsEngineeringAuthor:KaiWangAdvisor:DeyuanLuoSchool:TheSchoolofMechatronicsEnginee

5、ring摘要随着机器人技术的快速发展，变电站巡检机器人的应用越来越广泛。如何确保机器人在替代人工巡检时的重复定位精度与准确性，已成为国内外专家学者研究的热点问题。由于变电站环境的特殊性，机器人在替代人工巡检时，不仅需要利用红外热成像仪对设备温度进行采集，还需要利用可见光摄像头对仪表、干燥剂等设备状态进行识别，并且，机器人完成巡检任务后需要返回充电房。同时，机器人需要将采集的数据实时上传到后台监控中心，方便用户查询。针对上述问题，本文在基于移动机器人导航定位技术的基础上，通过红外图像进行模版识别与模式匹配，

6、确保机器人能够准确定位和识别目标区域。然后基于MESH网络的无线通信技术建立机器人移动站与后台监控系统的通信。最后，通过简洁友好的人机界面和任务调度系统，极大地提高率机器人巡检的灵活性和可操作性。本文介绍的主要内容有：首先，分析了变电站巡检机器人系统组成和国内外研究现状，根据系统的总体功能需求提出了完整的设计架构、关键技术实现方案与技术参数，设计了系统的控制原理图。其次，详细介绍了变电站巡检机器人系统机械结构的三维建模、硬件部分选型及其主要技术参数，并对关键部件的控制方法进行了简要描述。然后，对变电站巡检

7、机器人系统的功能进行模块化设计，并阐述了软件系统结构和关键技术实现过程。系统软件结构采用客户端/服务器模式，对机器人移动站和后台监控系统软件结构和行为模式进行了阐述。并重点介绍了变电站巡检机器人导航定位系统、基于红外图像的静态目标自动识别以及自动充电系统的控制过程。最后，经过大量的系统调试和实际运行，以及权威机构的功能测试，验证了变电站巡检机器人系统符合设计要求和使用要求，并能够安全可靠运行。目前，变电站巡检机器人项目已经通过用户单位的验收。关键词：巡检机器人，重复定位，红外图像，仪表识别，模块化IABS

8、TRACTAstherapidlydevelopmentofrobottechnology,theapplicationofsubstationinspectionrobothasbeenmoreandmorepopular.Howtoensuretherepeatedpositioningprecisionandaccuracyofrobotswheninspectedthesubstationhasbeenbecometh