專利名稱：一種基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法，屬于變電站自動(dòng)化控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在超高壓變電站中，電氣設(shè)備由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)或改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí)，需要進(jìn)行一系列的操作，稱為電氣設(shè)備的倒閘操作。在常規(guī)變電站中，倒閘操作需要運(yùn)行人員就地操作，這種模式勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作時(shí)間長(zhǎng)，已經(jīng)逐步被淘汰。隨著數(shù)字化變電站的發(fā)展，倒閘操作已經(jīng)向遠(yuǎn)程自動(dòng)化操作方向改進(jìn)，但仍需運(yùn)行人員參與每一項(xiàng)操作并由現(xiàn)場(chǎng)人員人工確認(rèn)操作是否準(zhǔn)確完成，這種模式雖然減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度， 縮短了操作時(shí)間，但對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的主觀判斷依賴較大，受現(xiàn)場(chǎng)人員知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等條件約束， 容易出現(xiàn)誤判，特別是遇惡劣天氣，現(xiàn)場(chǎng)條件比較危險(xiǎn)，更加影響倒間操作的順利進(jìn)行。為解決上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)都對(duì)此進(jìn)行了深入的研究，主要的研究成果包括1、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局與2005年12月14日公告的專利號(hào)2004100M231. 2，名稱為 “變配電設(shè)備智能自動(dòng)巡檢機(jī)器人”的專利中提出了一個(gè)采用機(jī)器人自動(dòng)巡檢變電設(shè)備運(yùn)行狀況的技術(shù)方案，該發(fā)明主要實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備溫度等信息的自動(dòng)采集。2、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局與2011年5月18日公告的專利號(hào)201110002034. 0，名稱為“具備可視化和交互性的變電站順控系統(tǒng)”的專利中提出將“智能視頻系統(tǒng)”接入順序化控制系統(tǒng)代替原來(lái)的人工確認(rèn)。上述研究都取得了一定程度上的有益效果，但仍存在如下問(wèn)題1、“變配電設(shè)備智能自動(dòng)巡檢機(jī)器人”無(wú)法實(shí)現(xiàn)倒閘操作后設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)識(shí)別， 無(wú)法與變電站順序控制平臺(tái)交互，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)倒閘操作順控過(guò)程。2、“具備可視化和交互性的變電站順控系統(tǒng)”也無(wú)法實(shí)現(xiàn)倒閘操作后設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)識(shí)別，并且其使用的“智能視頻系統(tǒng)”，需在變電站所有設(shè)備位置安裝圖像采集設(shè)備，系統(tǒng)復(fù)雜，投資巨大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法，它系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、靈活、且投資較小，能滿足全天候工作需求。本發(fā)明基于現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人，通過(guò)IEC61850協(xié)議與變電站順序控制平臺(tái)交互，利用最優(yōu)路徑規(guī)劃算法、圖像分析、模式識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)變電站倒間操作后的設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)，并將識(shí)別結(jié)果通過(guò)IEC61850協(xié)議發(fā)送給變電站順序控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)倒閘操作后設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)校合，并驅(qū)動(dòng)倒閘操作的自動(dòng)、順利執(zhí)行，真正實(shí)現(xiàn)變電站倒閘操作的一鍵式順序控制。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體步驟如下1、變電站順序控制平臺(tái)執(zhí)行倒閘操作，同時(shí)通過(guò)IEC61850協(xié)議向移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)發(fā)送設(shè)備檢測(cè)命令；2、移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)接收到變電站順控平臺(tái)發(fā)送的設(shè)備檢測(cè)命令后，通過(guò)安裝在變電站主控樓上方和移動(dòng)機(jī)器人本體上的一對(duì)無(wú)線網(wǎng)橋，向移動(dòng)機(jī)器人下發(fā)設(shè)備檢測(cè)命令；3、移動(dòng)機(jī)器人接收到設(shè)備檢測(cè)命令后，自動(dòng)計(jì)算本身的位置和姿態(tài)，計(jì)算待檢測(cè)設(shè)備所處的RFID點(diǎn)，并根據(jù)最優(yōu)路徑規(guī)劃算法計(jì)算最優(yōu)路徑，并沿最優(yōu)路徑向目標(biāo)RFID點(diǎn)運(yùn)行，移動(dòng)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)后，調(diào)用已經(jīng)提前設(shè)置好并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的云臺(tái)預(yù)置位，采集相關(guān)設(shè)備可見(jiàn)光和紅外圖像，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋上傳到移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)；4、移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)接收到移動(dòng)機(jī)器人采集的可見(jiàn)光和紅外圖像后，利用圖像分析算法對(duì)獲取的可見(jiàn)光和紅外圖像進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別，并將識(shí)別結(jié)果通過(guò)IEC61850協(xié)議上報(bào)變電站順序控制平臺(tái)。5、變電站順序控制平臺(tái)接收到移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)上報(bào)的設(shè)備狀態(tài)后，根據(jù)此狀態(tài)驅(qū)動(dòng)倒閘操作的繼續(xù)執(zhí)行，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)變電站倒閘操作順序控制過(guò)程。所述變電站順序控制平臺(tái)為變電站現(xiàn)有綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)或變電站信息一體化平臺(tái)。所述移動(dòng)機(jī)器人集成可見(jiàn)光、紅外傳感器，實(shí)現(xiàn)基于磁信號(hào)和RFID技術(shù)的自主導(dǎo)航和準(zhǔn)確定位，具備自主充電、無(wú)線傳輸功能，并安裝有雨刷、輔助光源等輔助設(shè)備。其主要有以下部分構(gòu)成安裝有驅(qū)動(dòng)器、電源和控制計(jì)算機(jī)的機(jī)器人本體，與機(jī)器人本體相連的磁傳感器和RFID傳感器，安裝在機(jī)器人本體上方的云臺(tái)，安裝在云臺(tái)上方的可將光攝像機(jī)、 紅外攝像機(jī)、雨刷和輔助光源。所述移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)為運(yùn)行有移動(dòng)機(jī)器人控制后臺(tái)程序，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與變電站順控平臺(tái)相連的計(jì)算機(jī)。所述圖像分析、模式識(shí)別算法包括變電站斷路器、隔離開(kāi)關(guān)(俗稱刀閘)等設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別算法和圖像增強(qiáng)算法。本發(fā)明采用Retinex算法實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)、采用SIFT 算法來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的準(zhǔn)確定位；采用Hough變換等算法實(shí)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)的識(shí)別；采用KNN 等算法實(shí)現(xiàn)斷路器狀態(tài)的識(shí)別。其中，Retinex算法來(lái)自于Edwin H. Land于1977年在 Scientific American 發(fā)表的"The Retinex theory ofcolor vision，，；基于 SIFT 的特征提取和Hough變換的識(shí)別算法來(lái)自于David G. Lowe于2004年在《International Journal of Computer Vision〉〉上發(fā)表的"Distinctive ImageFeatures from Scale-Invariant Keypoints” ；KNN 算法來(lái)自于 Yang，Y. and C. G. Chute 于 1994 年在《ACM Transactions on Information Systems〉〉期干Ij 發(fā)表白勺"Anexample—based mapping method for text categorization and retrieval，，。本方法的有益效果包括1、本發(fā)明基于移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)變電站倒閘操作順序控制的全自動(dòng)執(zhí)行，可以代替運(yùn)行人員實(shí)現(xiàn)對(duì)倒閘操作后設(shè)備狀態(tài)的識(shí)別，大大減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短操作時(shí)間，消除現(xiàn)場(chǎng)人員的主觀因素的影響，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、靈活、且投資較?。?、本發(fā)明采用最優(yōu)路徑規(guī)劃算法，能有效節(jié)省變電站設(shè)備操作后移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備校驗(yàn)的時(shí)間，提高發(fā)明的實(shí)用性；
3、本發(fā)明由于移動(dòng)機(jī)器人上安裝有紅外攝像機(jī)、雨刷和輔助光源，并在圖像分析階段采用圖像增強(qiáng)算法，能夠克服雨、霧、夜晚等特殊天氣條件的影響，滿足全天候工作的需求。


圖1為基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法流程圖。圖2為基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖1、圖2中，本發(fā)明采用移動(dòng)機(jī)器人，通過(guò)IEC61850協(xié)議與變電站順序控制平臺(tái)交互，利用最優(yōu)路徑規(guī)劃算法、圖像分析、模式識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)變電站倒閘操作后的設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)，并將識(shí)別結(jié)果通過(guò)IEC61850協(xié)議發(fā)送給變電站順序控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)倒閘操作后設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)校合，并驅(qū)動(dòng)倒閘操作的自動(dòng)、順利執(zhí)行，真正實(shí)現(xiàn)變電站倒閘操作的一鍵式順序控制。為進(jìn)一步揭示本發(fā)明的技術(shù)方案，茲結(jié)合一具體倒閘操作說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。假定濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘位于1號(hào)RFID點(diǎn)，倒閘操作順控操作步驟為(1)合上濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘 (2)檢查濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘確已合上(3)順控結(jié)束。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的具體方式如下1、變電站順序控制平臺(tái)執(zhí)行倒閘操作“合上濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘”，同時(shí)通過(guò)IEC61850協(xié)議向移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)發(fā)送“檢查濟(jì)長(zhǎng)I線刀間確已合上”命令，具體交互步驟如下1. 1變電站順控平臺(tái)選擇操作“濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘”；1. 2移動(dòng)機(jī)器人收到設(shè)備選擇命令后回復(fù)設(shè)備選擇確認(rèn)；1. 3變電站順控平臺(tái)接收到設(shè)備選擇確認(rèn)后，向移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)發(fā)送設(shè)備檢測(cè)命令；1.4移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)向變電站順控平臺(tái)回復(fù)設(shè)備檢測(cè)確認(rèn)；2、移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)接收到變電站順控平臺(tái)發(fā)送的設(shè)備檢測(cè)命令后，通過(guò)安裝在變電站主控樓上方和移動(dòng)機(jī)器人本體上的一對(duì)無(wú)線網(wǎng)橋，向移動(dòng)機(jī)器人下發(fā)濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘檢測(cè)命令；3、移動(dòng)機(jī)器人接收到濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘檢測(cè)命令后，執(zhí)行以下操作3. 1自動(dòng)計(jì)算移動(dòng)機(jī)器人的位置和姿態(tài)，根據(jù)最優(yōu)路徑規(guī)劃算法計(jì)算最優(yōu)路徑，并沿最優(yōu)路徑向目標(biāo)點(diǎn)1號(hào)RFID點(diǎn)運(yùn)行，移動(dòng)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)后，調(diào)用已經(jīng)提前設(shè)置好并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的云臺(tái)預(yù)置位，采集濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘的可見(jiàn)光和紅外圖像；3. 2通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋?qū)D像信息上傳到移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)；4、移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)接收到移動(dòng)機(jī)器人采集的可見(jiàn)光和紅外圖像后，執(zhí)行以下操作
4. 1利用圖像分析算法對(duì)獲取的可見(jiàn)光和紅外圖像進(jìn)行分析，具體實(shí)現(xiàn)如下首先對(duì)圖像進(jìn)行Retinex圖像增強(qiáng)運(yùn)算，選取高斯寬度參數(shù)為250(現(xiàn)場(chǎng)大量實(shí)驗(yàn)證明增強(qiáng)效果最佳)。然后實(shí)現(xiàn)SIFT特征向量的匹配過(guò)程。主要有兩個(gè)步驟a)分別生成實(shí)時(shí)圖像和模板圖像的SIFT特征向量并進(jìn)行圖像配準(zhǔn)。建議對(duì)每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)使用4X4共16個(gè)種子點(diǎn)來(lái)描述，計(jì)算8個(gè)方向的梯度方向直方圖，即最終形成1 維的SIFT特征向量，采用兩幅圖像中關(guān)鍵點(diǎn)特征向量間的歐氏距離作為相似性判定度量， 確定實(shí)時(shí)圖像和模板圖像中一系列的對(duì)應(yīng)匹配點(diǎn)。b)由實(shí)時(shí)圖像和模板圖像間的特征點(diǎn)的匹配關(guān)系，計(jì)算兩幅圖像之間的投影變換矩陣，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像中設(shè)備的準(zhǔn)確定位。隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)的識(shí)別本方法采用Hough變換算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下a)通過(guò)SIFT算法實(shí)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)位置的準(zhǔn)確定位，提取實(shí)時(shí)圖像中隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域的圖像。b)根據(jù)Hough變換實(shí)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域直線的提取。對(duì)上一步得到的圖像進(jìn)行預(yù)處理后，通過(guò)Hough變換實(shí)現(xiàn)直線的提取。一般Hough變換的參數(shù)碎線段連接的最大間隔值為10，最小線段長(zhǎng)度為30。c)隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)判定；如果隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有直線存在，則認(rèn)為隔離開(kāi)關(guān)為 “分”狀態(tài)；如果隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域內(nèi)有直線存在，則計(jì)算檢測(cè)到的直線與待匹配圖像中矩形框的垂直邊的角度，若直線與隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域的夾角小于某一閾值(本方法選取為5度)，則認(rèn)為隔離開(kāi)關(guān)為“合”狀態(tài)；否則認(rèn)為隔離開(kāi)關(guān)為“未合好”狀態(tài)。斷路器狀態(tài)的識(shí)別本方法采用KNN算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下a) KNN訓(xùn)練過(guò)程采集斷路器狀態(tài)分別為分位、合位時(shí)圖像各50幅，對(duì)圖像進(jìn)行裁剪，只保留分合狀態(tài)顯示區(qū)域，以此作為KNN算法的訓(xùn)練樣本，選取最大分類數(shù)為2，進(jìn)行KNN分類器訓(xùn)練。b)通過(guò)SIFT算法實(shí)現(xiàn)斷路器分合指示位置的準(zhǔn)確定位，提取實(shí)時(shí)圖像中開(kāi)合狀態(tài)顯示的區(qū)域，傳入上一步訓(xùn)練好的KNN分類器，輸出結(jié)果即為斷路器的分合狀態(tài)。本實(shí)施例通過(guò)上述隔離開(kāi)關(guān)識(shí)別方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別，分析結(jié)果為濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘確已合上；4. 2將識(shí)別結(jié)果通過(guò)IEC61850協(xié)議上報(bào)變電站順序控制平臺(tái)；5、變電站順序控制平臺(tái)接收到移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)上報(bào)的濟(jì)長(zhǎng)I線刀閘確已合上的信息后，繼續(xù)執(zhí)行順控操作，結(jié)束倒閘操作順序控制。通過(guò)本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明可以代替運(yùn)行人員實(shí)現(xiàn)對(duì)倒閘操作后設(shè)備狀態(tài)的識(shí)別，大大減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短操作時(shí)間，消除現(xiàn)場(chǎng)人員的主觀因素的影響，真正實(shí)現(xiàn)變電站倒閘操作的一鍵式順序控制。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒間操作順序控制方法，其特征是，它的步驟為1)由變電站順序控制平臺(tái)執(zhí)行倒閘操作，同時(shí)通過(guò)IEC61850協(xié)議向移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)發(fā)送設(shè)備檢測(cè)命令；2)移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)接收到變電站順控平臺(tái)發(fā)送的設(shè)備檢測(cè)命令后，通過(guò)安裝在變電站主控樓上方和移動(dòng)機(jī)器人本體上的一對(duì)無(wú)線網(wǎng)橋，向移動(dòng)機(jī)器人下發(fā)設(shè)備檢測(cè)命令；3)移動(dòng)機(jī)器人接收到設(shè)備檢測(cè)命令后，自動(dòng)計(jì)算本身的位置和姿態(tài)，計(jì)算待檢測(cè)設(shè)備所處的RFID點(diǎn)，并根據(jù)最優(yōu)路徑規(guī)劃算法計(jì)算最優(yōu)路徑，并沿最優(yōu)路徑向目標(biāo)RFID點(diǎn)運(yùn)行，移動(dòng)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)后，調(diào)用已經(jīng)提前設(shè)置好并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的云臺(tái)預(yù)置位，采集相關(guān)設(shè)備可見(jiàn)光和紅外圖像，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋上傳到移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)；4)移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)接收到移動(dòng)機(jī)器人采集的可見(jiàn)光和紅外圖像后，利用圖像分析算法對(duì)獲取的可見(jiàn)光和紅外圖像進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站斷路器、隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別， 并將識(shí)別結(jié)果通過(guò)IEC61850協(xié)議上報(bào)變電站順序控制平臺(tái)；5)變電站順序控制平臺(tái)接收到移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)上報(bào)的設(shè)備狀態(tài)后，根據(jù)此狀態(tài)驅(qū)動(dòng)倒閘操作的繼續(xù)執(zhí)行，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)變電站倒閘操作順序控制過(guò)程。
2.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法，其特征是，所述變電站順序控制平臺(tái)為變電站現(xiàn)有的綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)或變電站信息一體化D ο
3.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法，其特征是，所述移動(dòng)機(jī)器人包括安裝有驅(qū)動(dòng)器、電源和控制計(jì)算機(jī)的機(jī)器人本體，機(jī)器人本體與磁傳感器和RFID傳感器連接，在機(jī)器人本體上方安裝云臺(tái)，在云臺(tái)上方安裝光攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)、雨刷和輔助光源；控制計(jì)算機(jī)即為移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)，它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與變電站順控平臺(tái)相連通信。
4.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法，其特征是，所述步驟幻中，采用Retinex算法實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)、采用SIFT算法來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的準(zhǔn)確定位，其具體步驟為a)分別生成實(shí)時(shí)圖像和模板圖像的SIFT特征向量并進(jìn)行圖像配準(zhǔn)；對(duì)每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)使用4X4共16個(gè)種子點(diǎn)來(lái)描述，計(jì)算8個(gè)方向的梯度方向直方圖，即最終形成1 維的SIFT 特征向量，采用兩幅圖像中關(guān)鍵點(diǎn)特征向量間的歐氏距離作為相似性判定度量，確定實(shí)時(shí)圖像和模板圖像中一系列的對(duì)應(yīng)匹配點(diǎn)；b)由實(shí)時(shí)圖像和模板圖像間的特征點(diǎn)的匹配關(guān)系，計(jì)算兩幅圖像之間的投影變換矩陣，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像中設(shè)備的準(zhǔn)確定位。
5.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法，其特征是，所述步驟4)中，采用Hough變換算法實(shí)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)的識(shí)別，其具體步驟為a)在通過(guò)SIFT算法實(shí)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)位置的準(zhǔn)確定位后，提取實(shí)時(shí)圖像中隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域的圖像；b)根據(jù)Hough變換實(shí)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域直線的提取，即對(duì)上一步得到的圖像進(jìn)行預(yù)處理后，通過(guò)Hough變換實(shí)現(xiàn)直線的提??；Hough變換的參數(shù)碎線段連接的最大間隔值為10， 最小線段長(zhǎng)度為30 ；c)隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)判定如果隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有直線存在，則認(rèn)為隔離開(kāi)關(guān)為“分”狀態(tài)；如果隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域內(nèi)有直線存在，則計(jì)算檢測(cè)到的直線與待匹配圖像中矩形框的垂直邊的角度，若直線與隔離開(kāi)關(guān)區(qū)域的夾角小于某一閾值，則認(rèn)為隔離開(kāi)關(guān)為“合”狀態(tài)；否則認(rèn)為隔離開(kāi)關(guān)為“未合好”狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法，其特征是，所述步驟4)中，采用KNN算法進(jìn)行斷路器狀態(tài)的識(shí)別的具體步驟為a)KNN訓(xùn)練過(guò)程采集斷路器狀態(tài)分別為分位、合位時(shí)圖像各多幅，對(duì)圖像進(jìn)行裁剪，只保留分合狀態(tài)顯示區(qū)域，以此作為KNN算法的訓(xùn)練樣本，選取最大分類數(shù)為2，進(jìn)行KNN分類器訓(xùn)練；b)在通過(guò)SIFT算法實(shí)現(xiàn)斷路器分合指示位置的準(zhǔn)確定位后，提取實(shí)時(shí)圖像中開(kāi)合狀態(tài)顯示的區(qū)域，傳入上一步訓(xùn)練好的KNN分類器，輸出結(jié)果即為斷路器的分合狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于移動(dòng)機(jī)器人的全自動(dòng)變電站倒閘操作順序控制方法，步驟為1)由變電站順序控制平臺(tái)執(zhí)行倒閘操作，同時(shí)通過(guò)IEC61850協(xié)議向移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)發(fā)送設(shè)備檢測(cè)命令；2)移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)接收到變電站順控平臺(tái)發(fā)送的設(shè)備檢測(cè)命令后，向移動(dòng)機(jī)器人下發(fā)設(shè)備檢測(cè)命令；3)移動(dòng)機(jī)器人接收到設(shè)備檢測(cè)命令后，采集相關(guān)設(shè)備可見(jiàn)光和紅外圖像，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋上傳到移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)；4)利用圖像分析算法對(duì)獲取的可見(jiàn)光和紅外圖像進(jìn)行分析，并將識(shí)別結(jié)果通過(guò)IEC61850協(xié)議上報(bào)變電站順序控制平臺(tái)；5)變電站順序控制平臺(tái)接收到移動(dòng)機(jī)器人后臺(tái)上報(bào)的設(shè)備狀態(tài)后，根據(jù)此狀態(tài)驅(qū)動(dòng)倒閘操作的繼續(xù)執(zhí)行，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)變電站倒閘操作順序控制過(guò)程。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102255392SQ20111021638
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月30日
發(fā)明者劉延興, 孫勇, 梁濤, 王振利, 王濱海 申請(qǐng)人:山東電力研究院