本發(fā)明屬于絕緣子檢測，具體地說，涉及一種絕緣子檢測機器人的控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術：

1、絕緣子作為高壓架空輸電線路上導線與鐵塔連接的絕緣元件，能夠起到支撐電線和防止電流回地的作用，以避免高壓輸電線遭受雷擊時破壞電力系統(tǒng)、增大雷電事故。在長期使用中，由于雷擊或者絕緣子表面過臟，絕緣子表面的浮塵就會形成通路被兩端閃絡擊穿，導致絕緣性能不斷劣化，直至失去絕緣性能，從而影響整條線路的運行；因此，為保證高壓輸電線路的電氣安全、減少劣化絕緣子對電力系統(tǒng)運行的威脅，對高壓輸電線路中劣化絕緣子的預防檢測已成為國內(nèi)外電力部門十分關注的問題。

2、在高壓輸電線路中的絕緣子的檢測中，往往需要專業(yè)人員身穿屏蔽服及攜帶絕緣工具進入高空強電場進行作業(yè)。而這種傳統(tǒng)人工作業(yè)的方法不但勞動強度大、對人員專業(yè)性要求高，還存在一定的工作風險；因此，研制一套絕緣子檢測機器人代替人工檢測，在減少工作風險的同時更能提高工作效率。

3、一種懸式絕緣子檢測機器人控制系統(tǒng)，于2019-11-15公開了，公開號為cn110456691a，一種懸式絕緣子檢測機器人控制系統(tǒng)，包括機器人控制器和地面基站，機器人控制器包括嵌入式處理器、數(shù)字io模塊、模擬ad輸入輸出模塊、電機驅(qū)動模塊和工業(yè)相機；地面基站還包括嵌入式工控機和人機界面。其中，機器人控制器和地面之間通過雙向通信數(shù)傳電臺、無線數(shù)字圖像模塊連接。

4、該項目特點在于：人機交互界面實現(xiàn)靈活操控、無線通信設備良好的抗干擾性便于遠程控制、豐富的傳感設備及圖像采集設備輔助用戶操控機器人行進，但是上述項目仍存在一定不足：該控制系統(tǒng)為手動控制系統(tǒng)，用戶需要實時操控檢測，在實施大規(guī)模絕緣子檢測時，檢測效率低；同時，該控制系統(tǒng)操作復雜、上手難度大，檢測人員使用前需要培訓，可能導致檢測成本大。

技術實現(xiàn)思路

1、要解決的問題

2、針對現(xiàn)有控制系統(tǒng)為手動控制系統(tǒng)，用戶需要實時操控檢測，在實施大規(guī)模絕緣子檢測時，檢測效率低；同時，該控制系統(tǒng)操作復雜、上手難度大，檢測人員使用前需要培訓，可能導致檢測成本大，本發(fā)明提供一種絕緣子檢測機器人的控制系統(tǒng)及控制方法。

3、技術方案

4、為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術方案。

5、一種絕緣子檢測機器人的控制系統(tǒng)，包括：

6、主控模塊、通訊模塊、行走驅(qū)動模塊、探針驅(qū)動模塊、絕緣子檢測模塊和圖像采集模塊，所述主控模塊分別和所述通訊模塊、行走驅(qū)動模塊、探針驅(qū)動模塊、絕緣子檢測模塊和圖像采集模塊相連；

7、還包括履帶行走組件、探針組件和攝像頭組件；

8、所述行走驅(qū)動模塊用于驅(qū)動履帶行走組件的行走驅(qū)動；

9、所述探針驅(qū)動模塊用于驅(qū)動探針組件的擺動；

10、所述圖像采集模塊用于存儲分析攝像頭采集的檢測數(shù)據(jù)；

11、所述通訊模塊用于實現(xiàn)主控模塊與遠程控制端的無線數(shù)據(jù)傳輸。

12、優(yōu)選地，還包括電機轉(zhuǎn)速反饋模塊，所述電機轉(zhuǎn)速反饋模塊用于檢測行走驅(qū)動模塊的轉(zhuǎn)速及方向。

13、進一步地，還包括探針擺動反饋模塊，所述探針擺動反饋模塊用于檢測探針驅(qū)動模塊的旋轉(zhuǎn)角度及方向，進而獲取探針組件的擺動角度及方向。

14、進一步地，還包括位置檢測模塊，所述位置檢測模塊用于檢測探針組件在絕緣子串上的所處位置。

15、更進一步地，還包括方向檢測模塊，所述方向檢測模塊用于檢測絕緣子檢測模塊當前的位置坐標。

16、一種絕緣子檢測機器人的控制方法，包括所述的控制系統(tǒng)，具體方法包括以下步驟：

17、步驟一、主控模塊開機上電檢測：若硬件檢測故障，則系統(tǒng)進入休眠模式；若硬件檢測正常，則執(zhí)行下一步；

18、步驟二、主控模塊定時讀取、解析用戶指令：若讀取指令失敗，則繼續(xù)執(zhí)行步驟二；若讀取指令成功，則執(zhí)行下一步；

19、步驟三、主控模塊判斷工作模式指令：若工作模式為手動模式，系統(tǒng)進入手動模式，執(zhí)行下一步；

20、步驟四、主控模塊判斷是否接收到行走指令：若接收到行走指令，則控制機器人按照設定的行走速度和方向行走；若未收到行走指令，則控制機器人停止行走，而后執(zhí)行下一步；

21、步驟五、主控模塊判斷是否接收到探針擺動指令：若接收到探針擺動指令，則控制探針按照擺動角度擺動；若未接收到探針擺動指令，則控制探針停止擺動，而后執(zhí)行下一步；

22、步驟六、主控模塊判斷是否接收到探針復位指令：若接收到探針復位指令，則控制探針復位；若未接收到探針復位指令，則控制探針保持當前狀態(tài)，而后執(zhí)行下一步；

23、步驟七、主控模塊判斷是否接收到啟動手動檢測指令：若接收到啟動檢測指令，則執(zhí)行下一步；若未接收到啟動檢測指令，則返回步驟四；

24、步驟八、主控模塊控制絕緣子檢測模塊開始工作，檢測探針機構(gòu)的回路電流，并根據(jù)歐姆定律獲取絕緣子電阻值，而后執(zhí)行下一步；

25、步驟九、主控模塊讀取圖像采集模塊中的采集數(shù)據(jù)，并基于圖像處理及ai識別算法獲取絕緣子裂縫、污漬信息，而后執(zhí)行下一步；

26、步驟十、主控模塊通過通信模塊發(fā)送絕緣子阻值及狀態(tài)信息，而后返回步驟四；

27、步驟十一、主控模塊讀取采集圖像，并根據(jù)圖像處理、ai識別算法獲取當前待測絕緣子個數(shù)：若當前有待測絕緣子，則執(zhí)行下一步；

28、步驟十二、主控模塊控制機器人按照設定的行走速度和方向行走，并根據(jù)圖像處理、ai識別算法判斷機器人當前是否靠近待測絕緣子：若探針當前靠近待測絕緣子，則執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)行走；

29、步驟十三、主控模塊控制探針按照設定的擺動角度單/雙側(cè)/向左/向右擺動，并根據(jù)圖像處理、ai識別算法判斷探針當前是否靠近目標探測點：若探針靠近目標探測點，則執(zhí)行下一步；若探針當前未靠近，則根據(jù)探針擺動路線規(guī)劃算法獲取探針擺動參數(shù)，并按照參數(shù)控制探針擺動，直至探針靠近目標探測點；

30、步驟十四、主控模塊控制絕緣子檢測模塊工作，采集回路電流值，并根據(jù)歐姆定律算法獲取絕緣子電阻值，而后執(zhí)行下一步；

31、步驟十五、主控模塊讀取采集圖像信息，并根據(jù)圖像處理及ai識別算法獲取絕緣子裂縫、污漬信息，而后執(zhí)行下一步；

32、步驟十六、主控模塊通過通信模塊發(fā)送絕緣子阻值及狀態(tài)信息，而后執(zhí)行下一步；

33、步驟十七、主控模塊控制探針機構(gòu)復位，而后返回步驟十一；

34、步驟十八、主控模塊控制機器人按照設定的行走速度返回，并根據(jù)圖像處理、ai識別、位置判別算法判斷機器人當前是否返回至原點；若機器人當前沒有回到原點，則控制機器人繼續(xù)行走；若機器人當前返回至原點，則結(jié)束檢測。

35、進一步地，所述步驟三中，若工作模式為自動模式，則系統(tǒng)進入自動模式，即執(zhí)行步驟十一。

36、再進一步地，所述步驟十一中，若無待測絕緣子，則執(zhí)行步驟十八。

37、有益效果

38、相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果為：

39、本發(fā)明通過把自動檢測、手動檢測兩種模式相結(jié)合，創(chuàng)新地提出了一種滿足“多人、大規(guī)模場景檢測”的新型控制系統(tǒng)，在簡化了檢測人員操作難度的同時，也提高了檢測效率；自動檢測模式下，該控制系統(tǒng)運用了攝像頭、方向、位置、轉(zhuǎn)速反饋等多種傳感器，并結(jié)合圖像處理、ai識別、模糊pid、目標路徑規(guī)劃、位置判別等算法，達到了高效精準控制的目的，提高了檢測效率。