一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人及其控制方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例公開(kāi)了一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人及其控制方法，解決了緊湊型線(xiàn)路桿塔和多回路線(xiàn)路桿塔得到廣泛應(yīng)用，橫擔(dān)間和相間距離越來(lái)越小，給人工帶電作業(yè)的安全性帶來(lái)了新的難題，加上帶電檢修技術(shù)人材的嚴(yán)重匱乏，高空作業(yè)對(duì)作業(yè)人員體力的高要求，極大地制約了帶電作業(yè)的及時(shí)、高效進(jìn)行，影響了供電的可靠性的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人包括圖像處理單元、計(jì)算單元和第一移動(dòng)單元。

Transmission line bolt fastening robot and control method thereof

The embodiment of the invention discloses a transmission line bolt fastening robot and its control method, solved the compact transmission line tower and multi loop towers are widely used, the distance between the cross arm and with more and more small, has brought a new challenge to the safety of artificial live working, plus a serious shortage of technical personnel charged maintenance high altitude operation requirements, to the operator manual, which has greatly restricted the live working timely, efficient, affects the reliability of power supply of technical problems. The invention relates to a transmission line bolt fastening robot, which comprises an image processing unit, a calculating unit and a first moving unit.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及電力系統(tǒng)高壓帶電作業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人及其控制方法。
技術(shù)介紹
高壓輸電線(xiàn)路通常使用各類(lèi)螺栓來(lái)進(jìn)行輸電設(shè)備的接引以及設(shè)備間的連接，由于線(xiàn)路隨風(fēng)舞動(dòng)并承受熱應(yīng)力,連接螺栓常常變得松動(dòng),需要及時(shí)緊固。帶電進(jìn)行螺栓緊固，是提高電網(wǎng)供電可靠性的重要保障，但也是一項(xiàng)艱苦而危險(xiǎn)的工作。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，緊湊型線(xiàn)路桿塔和多回路線(xiàn)路桿塔得到廣泛應(yīng)用，橫擔(dān)間和相間距離越來(lái)越小，給人工帶電作業(yè)的安全性帶來(lái)了新的難題，加上帶電檢修技術(shù)人材的嚴(yán)重匱乏，高空作業(yè)對(duì)作業(yè)人員體力的高要求，極大地制約了帶電作業(yè)的及時(shí)、高效進(jìn)行，影響了供電的可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供了一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人及其控制方法，解決了緊湊型線(xiàn)路桿塔和多回路線(xiàn)路桿塔得到廣泛應(yīng)用，橫擔(dān)間和相間距離越來(lái)越小，給人工帶電作業(yè)的安全性帶來(lái)了新的難題，加上帶電檢修技術(shù)人材的嚴(yán)重匱乏，高空作業(yè)對(duì)作業(yè)人員體力的高要求，極大地制約了帶電作業(yè)的及時(shí)、高效進(jìn)行，影響了供電的可靠性的技術(shù)問(wèn)題。本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供的一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法，包括：S1：對(duì)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理和螺栓邊緣擬合和定位，得到螺栓中心預(yù)估位置；S2：根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息；S3：接收所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息，調(diào)整機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和伸縮關(guān)節(jié)，使得機(jī)械手末端的帶有微型攝像頭的螺栓緊固套筒與螺栓卡準(zhǔn)與緊固螺栓。優(yōu)選地，所述步驟S1之前還包括：S0：移動(dòng)到即停工作參考點(diǎn)后，通過(guò)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭進(jìn)行對(duì)螺栓由左向右、由下向上模式的掃描，對(duì)螺栓進(jìn)行采集圖像。優(yōu)選地，所述步驟S0之前還包括：接收預(yù)先設(shè)定的即停工作參考點(diǎn)，移動(dòng)到所述即停工作參考點(diǎn)。優(yōu)選地，所述步驟S1具體包括：S11：對(duì)機(jī)械手末端的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行雙邊濾波；S12：通過(guò)將雙邊濾波后的圖像的直方圖變換為均勻分布的形式，增加圖像像素值的動(dòng)態(tài)范圍，檢測(cè)水平、垂直、+45°、-45°四個(gè)方向上的螺栓邊緣圖像；S13：將水平、垂直、+45°、-45°四個(gè)方向上的螺栓邊緣圖像整合出圖像的邊緣；S14：對(duì)整合后的圖像的邊緣進(jìn)行直線(xiàn)檢測(cè)，獲取一組直線(xiàn)群；S15：計(jì)算所述直線(xiàn)群中兩兩直線(xiàn)的交點(diǎn)；S16：在所述直線(xiàn)群中兩兩直線(xiàn)的交點(diǎn)處作夾角平分線(xiàn)，獲取一組角平分線(xiàn)；S17：計(jì)算所述角平分線(xiàn)中兩兩之間的交點(diǎn)；S18：獲取所述角平分線(xiàn)中兩兩之間的交點(diǎn)聚集的區(qū)域，若所述區(qū)域中交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相鄰直線(xiàn)的交點(diǎn)均勻分布在同一個(gè)圓周上，則以該交點(diǎn)為螺栓頂點(diǎn)，擬合出六邊形螺栓邊緣，得到螺栓中心預(yù)估位置，否則返回所述步驟S0。優(yōu)選地，所述步驟S2具體包括：根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述螺栓中心預(yù)估位置相對(duì)于機(jī)器人本體中心的夾角和距離，通過(guò)所述螺栓中心預(yù)估位置相對(duì)于機(jī)器人本體中心的夾角和距離，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息。本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中提供的一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人，包括：圖像處理單元，用于對(duì)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理和螺栓邊緣擬合和定位，得到螺栓中心預(yù)估位置；計(jì)算單元，用于根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息；第一移動(dòng)單元，用于接收所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息，調(diào)整機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和伸縮關(guān)節(jié)，使得機(jī)械手末端的帶有微型攝像頭的螺栓緊固套筒與螺栓卡準(zhǔn)與緊固螺栓。優(yōu)選地，還包括：圖像采集單元，用于移動(dòng)到即停工作參考點(diǎn)后，通過(guò)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭進(jìn)行對(duì)螺栓由左向右、由下向上模式的掃描，對(duì)螺栓進(jìn)行采集圖像。優(yōu)選地，還包括：第二移動(dòng)單元，用于接收預(yù)先設(shè)定的即停工作參考點(diǎn)，移動(dòng)到所述即停工作參考點(diǎn)；優(yōu)選地，所述圖像處理單元具體包括：雙邊濾波子單元，用于對(duì)機(jī)械手末端的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行雙邊濾波；邊緣檢測(cè)子單元，用于通過(guò)將雙邊濾波后的圖像的直方圖變換為均勻分布的形式，增加圖像像素值的動(dòng)態(tài)范圍，檢測(cè)水平、垂直、+45°、-45°四個(gè)方向上的螺栓邊緣圖像；整合子單元，用于將水平、垂直、+45°、-45°四個(gè)方向上的螺栓邊緣圖像整合出圖像的邊緣；直線(xiàn)檢測(cè)子單元，用于對(duì)整合后的圖像的邊緣進(jìn)行直線(xiàn)檢測(cè)，獲取一組直線(xiàn)群；第一計(jì)算子單元，用于計(jì)算所述直線(xiàn)群中兩兩直線(xiàn)的交點(diǎn)；角平分子單元，用于在所述直線(xiàn)群中兩兩直線(xiàn)的交點(diǎn)處作夾角平分線(xiàn)，獲取一組角平分線(xiàn)；第二計(jì)算子單元，用于計(jì)算所述角平分線(xiàn)中兩兩之間的交點(diǎn)；擬合子單元，用于獲取所述角平分線(xiàn)中兩兩之間的交點(diǎn)聚集的區(qū)域，若所述區(qū)域中交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相鄰直線(xiàn)的交點(diǎn)均勻分布在同一個(gè)圓周上，則以該交點(diǎn)為螺栓頂點(diǎn)，擬合出六邊形螺栓邊緣，得到螺栓中心預(yù)估位置，否則繼續(xù)通過(guò)圖像采集單元對(duì)螺栓進(jìn)行采集圖像。優(yōu)選地，所述計(jì)算單元具體包括：第三計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述螺栓中心預(yù)估位置相對(duì)于機(jī)器人本體中心的夾角和距離；第四計(jì)算子單元，用于通過(guò)所述螺栓中心預(yù)估位置相對(duì)于機(jī)器人本體中心的夾角和距離，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息。從以上技術(shù)方案可以看出，本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中提供的一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人及其控制方法，其中一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法包括：S1：對(duì)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理和螺栓邊緣擬合和定位，得到螺栓中心預(yù)估位置；S2：根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息；S3：接收所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息，調(diào)整機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和伸縮關(guān)節(jié)，使得機(jī)械手末端的帶有微型攝像頭的螺栓緊固套筒與螺栓卡準(zhǔn)與緊固螺栓。通過(guò)對(duì)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理和螺栓邊緣擬合和定位，得到螺栓中心預(yù)估位置；根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息；接收所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息，調(diào)整機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和伸縮關(guān)節(jié)，使得機(jī)械手末端的帶有微型攝像頭的螺栓緊固套筒與螺栓卡準(zhǔn)與緊固螺栓，解決了緊湊型線(xiàn)路桿塔和多回路線(xiàn)路桿塔，橫擔(dān)間和相間距離越來(lái)越小，給人工帶電作業(yè)的安全性帶來(lái)了新的難題，加上帶電檢修技術(shù)人材的嚴(yán)重匱乏，高空作業(yè)對(duì)作業(yè)人員體力的高要求，極大地制約了帶電作業(yè)的及時(shí)、高效進(jìn)行，影響了供電的可靠性的技術(shù)問(wèn)題。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中提供的一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中提供的一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中提供的一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中提供的一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的另本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法，其特征在于，包括：S1：對(duì)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理和螺栓邊緣擬合和定位，得到螺栓中心預(yù)估位置；S2：根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息；S3：接收所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息，調(diào)整機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和伸縮關(guān)節(jié)，使得機(jī)械手末端的帶有微型攝像頭的螺栓緊固套筒與螺栓卡準(zhǔn)與緊固螺栓。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法，其特征在于，包括：S1：對(duì)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理和螺栓邊緣擬合和定位，得到螺栓中心預(yù)估位置；S2：根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息；S3：接收所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息，調(diào)整機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和伸縮關(guān)節(jié)，使得機(jī)械手末端的帶有微型攝像頭的螺栓緊固套筒與螺栓卡準(zhǔn)與緊固螺栓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述步驟S1之前還包括：S0：移動(dòng)到即停工作參考點(diǎn)后，通過(guò)機(jī)械手末端的螺栓緊固套筒中央的微型攝像頭進(jìn)行對(duì)螺栓由左向右、由下向上模式的掃描，對(duì)螺栓進(jìn)行采集圖像。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述步驟S0之前還包括：接收預(yù)先設(shè)定的即停工作參考點(diǎn)，移動(dòng)到所述即停工作參考點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：S11：對(duì)機(jī)械手末端的微型攝像頭采集的圖像進(jìn)行雙邊濾波；S12：通過(guò)將雙邊濾波后的圖像的直方圖變換為均勻分布的形式，增加圖像像素值的動(dòng)態(tài)范圍，檢測(cè)水平、垂直、+45°、-45°四個(gè)方向上的螺栓邊緣圖像；S13：將水平、垂直、+45°、-45°四個(gè)方向上的螺栓邊緣圖像整合出圖像的邊緣；S14：對(duì)整合后的圖像的邊緣進(jìn)行直線(xiàn)檢測(cè)，獲取一組直線(xiàn)群；S15：計(jì)算所述直線(xiàn)群中兩兩直線(xiàn)的交點(diǎn)；S16：在所述直線(xiàn)群中兩兩直線(xiàn)的交點(diǎn)處作夾角平分線(xiàn)，獲取一組角平分線(xiàn)；S17：計(jì)算所述角平分線(xiàn)中兩兩之間的交點(diǎn)；S18：獲取所述角平分線(xiàn)中兩兩之間的交點(diǎn)聚集的區(qū)域，若所述區(qū)域中交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相鄰直線(xiàn)的交點(diǎn)均勻分布在同一個(gè)圓周上，則以該交點(diǎn)為螺栓頂點(diǎn)，擬合出六邊形螺栓邊緣，得到螺栓中心預(yù)估位置，否則返回所述步驟S0。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：根據(jù)所述螺栓中心預(yù)估位置，計(jì)算出所述螺栓中心預(yù)估位置相對(duì)于機(jī)器人本體中心的夾角和距離，通過(guò)所述螺栓中心預(yù)估位置相對(duì)于機(jī)器人本體中心的夾角和距離，計(jì)算出所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度信息和伸縮關(guān)節(jié)的縮進(jìn)量信息。6.一種輸電線(xiàn)路螺栓緊固機(jī)器人，其特征在于，包括：圖像處理單元，用...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘力強(qiáng)，樊紹勝，王偉，鐘飛，李文勝，林介東，聶銘，李若云，楊迪，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，長(zhǎng)沙理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44