摘要：近年来，随电力系统的不断发展，社会的用电量激增，为了使群众用电更加安全，高质量的供电必不可少。变电站作为电网的重要部分，为确保供电的稳定，需要对其进行定期定时的巡检，随着智能化在变电站中运用的方面也越来越广泛，而且传统的巡检会受到天气环节、人员数量和设备规模的影响，所以利用变电站智能机器人巡检在变电站的发展中起到了十分重要的作用。本文利用一款先进的变电站巡检机器人为例，从巡检机器人的评价，系统和定位原理方面对变电站机器人的巡检功能进行了阐述。
关键词：激光定位；变电站；巡检机器人
现在很多变电站都用了智能巡检机器人，也广泛应用了激光导航技术甚至三维激光，激光导航技术有着成本低，可以随时工作。不受电磁干扰，有着较高定位精确度的优点，本文应用于检测机器人，介绍了激光导航系统的检测机器人软件和硬件结构以及通过对室外巡检机器人介绍来更加了解智能巡检机器人。
1巡检机器人特点评价
随着电力系统自动化水平的提高，变电站也变成机器人代替，一些小型变电站或许已经实现，但是无人巡逻也会由此出现许多不必要的麻烦，无法及时监测，智能变电站检测机器人能够独立或远程接受任务指示，可以为无人值守的变电站在无人值守或较少的户外高压设备通提供定时检查，保护工作人员的安全性，提高工作效率，巡检机器人有着简单的导向定位系统原理，导航系统完备，可以抵抗很高频率的电磁波干扰的优点，但也有相对的缺点，无法较长时间的巡逻活动，有较繁重的地面处理工作，对灵活性的问题处理经验不足等，同时激光导航模式中变电站无法实时得到当前机器人得确切位置，使工作人员对机器人的实时位置不能做到很好的掌握。
智能巡检机器人的适应性很强，对自然环境的要求不是很高，在其他十分恶劣的环境中都可以正常工作。相关专业人员通过网络对巡检机器人进行远程操控，就可以对各个变电站进行日常的维护，基本工作都可以有机器人完成，巡检机器人靠四轮驱动，分为无轨和有轨，无轨运用较广且比较便利，大多数靠电力驱动，凭借着四轮驱动，获得较大的力矩，因此有着较强的翻越障碍的能力，巡检机器人的巡检速度和运算速度可以根据实际情况进行自主智能提高，红外扫描和激光定位在运动中也可以获得利用，能对周围的环境进行全方位无死角的监控，巡检机器人可以自动规划路线，提高巡检的效率。巡检机器人具有多重的防电磁干扰功能，可以适用于500kv以上的变电站巡检。就算在通讯情况较差时，也可以自主计算，进行返航，可以自动避开障碍，支持激光定位技术和智能人脸扫描技术，异常声音时可以识别设备是否损坏。相比而言，智能巡检机器人的效率可以提供二三十倍，极大的提高了效率，节省了大量的资源。
2智能巡检机器人的系统介绍
一般预先设定的时间和地点，机器人就可以根据这些参数执行巡逻任务。为了实现这一功能，一个先决条件是机器人在巡逻的过程中必须知道自己的准确位置，然后确定下一步如何执行新的巡逻工作。从技术上讲，这是一个机器人的地图位置和导航的问题。有一种外语叫做SLAM（同步本地化和映射）。严格地说，定位和导航不是一个概念，但定位是导航的前提和保障，同时这也是也是最难的。如果位置准确，在地图上显示的很明白，那么导航就很容易。业界经常将SLAM术语与“导航”混合使用。这里我们简称导航。一般来说，巡逻机器人有几种基本的导航和定位模式：1。依靠地面磁带+rdid标签进行定位和行走导航，我们称为磁导航2。依靠空气悬架的导轨或电缆进行定位和导航，简称悬架导航3。依靠激光雷达扫描障碍物周围的距离进行导航4。依靠gps或无线电信标进行定位和导航。和人类一样，它依靠机器人的摄像头进行视觉定位和导航。在实际应用中，磁导航和悬空轨道导航是最准确、最可靠的，当然这两种方式的成本是铺设地面或空中轨道，施工成本高，一旦铺设，更换第一条线路几乎是不可能的。况且有些场地不适合铺轨。
当然，想让机器人能获得和人类眼睛一样的导航搜寻能力并不难，比较遗憾的是，机器人的计算机系统还不能想人类一样用眼睛进行导航。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些年来，激光雷达也会作为比较先进的无人驾驶汽车的主要定位导航方法，同时机器视觉只是一种辅助，用于识别行进过程中的各种交通标志和红绿灯，当然，可能计算机视觉系统会在五年之后迅速发展，完全能够在定位和导航中运用。
2.1 巡检机器人导航系统
Simultaneous Localization And Mapping，或称SLAM，一般是指的各种传感器传到后台的实时数据，这个系统能够获得并计算机器人或者其他载体的具体方位和环境地图信息。slam对机器人或者其他载体的移动和交流能力有着十分重要的作用，因为slam是这种能力的前提：明确自身的正确方位，了解周围环境的情况，知道在下一个目的地如何移动。因此在自动驾驶、航拍无人机和ar等高端技术方面都有着十分广泛的应用。因此，装备一定移动性能的智能体都有某种形式的撞击系统。并且，IDC数据检查机器人、工厂检测机器人也必须具备这种能力。
3 巡检机器人导航原理
目前，SLAM主要有两种形式：基于激光雷达的SLAM和基于视觉的SLAM。
激光雷达有着与雷达十分相似的运行原理。激光作为信号源发射的脉冲激光对周围障碍物产生冲击，引起散射。一些光波将被反射到激光雷达的接收器上。根据激光测距原理，可以计算出激光矿井到目标点的距离。脉冲激光连续扫描目标可以获得目标上所有目标点的数据。经过图像处理，可以得到精确的三维图像。
激光雷达采集到的目标信息是一系列具有精确角度和距离信息的散射点，称为点云。激光系统通常通过对不同时间点云的匹配和比较来计算激光雷达相对运动的距离和姿态变化，从而完成机器人自身的定位。
激光雷达测距精度高，误差模型简单，在非直射光环境下稳定运行，点云处理简单。同时点云信息本身包含一个直接的几何关系，使得机器人的路径规划和导航更加直观。
此外，随着智能电网的迅速发展和不断的技术提高，变电站的规模越来越大，一些核辐射等恶劣环境也成为人类需要进入的领域。所以机器人进行操作越来越普遍，逐渐代替人力提高巡检的安全性。使用机器人也对巡检提出了更高的要求，采用更加先进的技术，为实时监测、故障维修和智能预警提高有力的技术支持。
结语
本文详细讨论了基于激光定位的智能巡逻机器人导航系统的张家平原理。实验结果表明，机器人的各项性能数值稳定，控制效果较好，进行任务时运行平稳。但是由于设备的不够先进，激光导航原型系统被用于室内激光定位系统的开发过程中，只能在室内进行短时间的性能测试，无法获得长时间运行时的各项数据，以及如何使用室外型激光定位系统，当环境不太适合巡检机器人的运行时会发生什么状况，虽然我国的巡检机器人的发展已经初显端倪，但是缺乏自主创新的定位系统，缺乏世界竞争力并且没有较大成本。本文不做深入研究，而这些问题是下一步研究的重点。
我们坚信随着人工智能技术和其他科技的迅速发展，智能机器人的相关问题会得到更好的解决特别是无人控制方面，将会与大数据分析进行融合，努力实现远程操控维护，符合国家电网安全的基本标准，能够为电网的安全运行提供保护，这也是未来世界电力发展的重要趋势。
参考文献：
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论文作者:胡悦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/5
标签：机器人论文; 变电站论文; 激光论文; 智能论文; 技术论文; 系统论文; 原理论文; 《基层建设》2019年第17期论文;