高壓輸電線路除冰機(jī)器人視覺(jué)引導(dǎo)技術(shù)研究.pdf

1、高壓輸電線路覆冰和積雪常會(huì)引起線路斷線、倒桿、跳閘、絕緣子閃絡(luò)、通信中斷及設(shè)備污閃等電力事故，而往往一次電力事故將伴隨著巨大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)安定等問(wèn)題。傳統(tǒng)解決輸電線路覆冰和積雪的方法是采用人工上線除冰或直流融冰等技術(shù)。這兩種方法都存在著較大的缺點(diǎn)，即需要中斷正常的電力傳輸，而且人工除冰也直接影響著除冰人員的生命安全。因此，研制一種安全新型、長(zhǎng)時(shí)間不間斷在線運(yùn)行、高效低成本的電力特種作業(yè)機(jī)器人，已成為世界各國(guó)的研究重點(diǎn)。為此本論文在國(guó)家科

2、技支撐項(xiàng)目的支持下，開(kāi)展了高壓輸電線路除冰機(jī)器人的研究。
　　 首先，本文介紹了冰雪等惡劣自然災(zāi)害對(duì)高壓輸電線電力傳輸帶來(lái)的嚴(yán)重破壞;并分析了針對(duì)該問(wèn)題國(guó)內(nèi)外研制的高壓輸電線路特種作業(yè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向;其中主要研究了巡線機(jī)器人和除冰機(jī)器人研究現(xiàn)狀，以及研究重點(diǎn)及難點(diǎn)。
　　 其次，結(jié)合我國(guó)高壓輸電線路特種作業(yè)機(jī)器人運(yùn)行的特殊環(huán)境，以及世界各國(guó)研究巡線、除冰機(jī)器人中較成熟的設(shè)計(jì)方案，開(kāi)發(fā)了一種三臂式越障除冰機(jī)器人

3、。詳細(xì)介紹了該型機(jī)器人的機(jī)電系統(tǒng)組成、軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)軟件系統(tǒng)使用說(shuō)明進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
　　 第三，研究了三臂除冰機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，使用常用的D-H運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方法，建立三臂式除冰機(jī)器人機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，求出其逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解析式。另外，考慮越障能力是衡量本除冰機(jī)器人性能的重要指標(biāo)，將以跨越防震錘為例，詳細(xì)介紹三臂式除冰機(jī)器人的越障流程。
　　 第四，提出了一種基于電纜線紋理特征的電纜線定位算法。由于電纜線是由多股導(dǎo)線

4、纏繞而成，因此表面紋理明顯。獲取電纜線的位置可以通過(guò)Gabor變換將電纜線從背景中提取出來(lái)，再經(jīng)過(guò)霍夫變換檢測(cè)出線的位置。該算法主要應(yīng)用在機(jī)器人三個(gè)機(jī)械臂跨越障礙物和機(jī)械臂回位對(duì)中自動(dòng)控制中。
　　 最后，提出了一種基于雙目視覺(jué)電纜線三維重建算法。在第四章中提到的電纜線定位問(wèn)題，是解決了機(jī)械臂與電纜線局部定位及對(duì)中問(wèn)題。而在實(shí)際應(yīng)用中，如果能夠得到電纜線的全局位置信息，將為機(jī)器人在線穩(wěn)定可靠運(yùn)行提供重要的依據(jù)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，該算