一种使用机器人进行变电站运维的方法及系统与流程

1.本发明涉及变电站运维技术领域，具体而言，涉及一种使用机器人进行变电站运维的方法、系统、电子设备及计算机存储介质。


背景技术：

2.变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。变电站中主要包括变压器、高压断路器、隔离开关、母线、避雷器、电容器、电抗器等设备，这些设备所应对的电压普遍很高，300万kw、750/500/330kv等，即便现有的防护措施已经比较齐全，但使用人力对这些设备进行运维仍具有一定的危险性。本发明的方案旨在进一步降低变电站运维的风险。


技术实现要素：

3.为了至少解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种使用机器人进行变电站运维的方法、系统、电子设备及计算机存储介质。
4.本发明的第一方面提供了一种使用机器人进行变电站运维的方法，所述方法包括如下步骤：接收运维指令，根据所述运维指令确定目标运维设备；根据所述机器人的第一数据和所述变电站的第二数据规划运维路径；控制所述机器人按照所述运维路径对所述目标运维设备进行运维作业。
5.在一些实施例中，所述接收运维指令，包括：接收从遥控器发送的第一运维指令；和/或，接收从服务器发送的第二运维指令；和/或，接收从目标运维设备发送的第三运维指令。
6.在一些实施例中，所述根据所述机器人的第一数据和所述变电站的第二数据规划运维路径，包括：根据所述变电站的第二数据确定第一可通行区域，根据所述机器人的第一数据从所述第一可通行区域中确定得出第二可通行区域；根据所述第二可通行区域规划所述运维路径。
7.在一些实施例中，所述根据所述机器人的第一数据从所述第一可通行区域中确定得出第二可通行区域，包括：根据所述第一数据确定所述机器人的通行类型，根据所述通行类型对所述第一可通行区域进行筛选以获得所述第二可通行区域。
8.在一些实施例中，所述根据所述第二可通行区域规划所述运维路径，包括：根据所述运维指令确定目标运维设备的运维项目以及与所述运维项目相关的三维位置数据；根据所述运维项目以及所述三维位置数据规划所述运维路径。
9.在一些实施例中，所述根据所述运维项目以及所述三维位置数据规划所述运维路
径，包括：确定所述运维项目的第一威胁数据以及与所述运维项目相关的第二威胁数据；根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定运维作业点；根据所述运维作业点规划所述运维路径。
10.在一些实施例中，在所述运维项目有多个时，所述根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定运维作业点，包括：根据所述三维位置数据对各所述运维项目进行分组；针对每个所述分组，根据组内各所述运维项目，根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定得出若干第一运维作业点；根据与各所述运维项目相关的所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定得出包含各所述第一运维作业点的作业线；根据所述机器人的作业参数从所述作业线上筛选得出第二运维作业点，将其作为所述运维作业点。
11.本发明的第二方面提供了一种使用机器人进行变电站运维的系统，包括获取模块、处理模块、存储模块；所述处理模块与所述获取模块、所述存储模块连接；所述存储模块，用于存储可执行的计算机程序代码；所述获取模块，用于获取运维指令以及与机器人和变电站相关的数据，并将其传输给所述处理模块；其特征在于：所述处理模块，用于通过调用所述存储模块中的所述可执行的计算机程序代码，执行如前任一项所述的方法。
12.本发明的第三方面还提供了一种电子设备，包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如前任一项所述的方法。
13.本发明的第四方面提供了一种计算机存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如前任一项所述的方法。
14.本发明的有益效果在于：本发明的方案从接收到的运维指令中可以解析得出需要进行运维作业的目标运维设备，再根据机器人及变电站自身的特性数据来规划合理的作业路径，最终实现了机器人对目标运维设备的快速、安全的运维。本发明的方案采用机器人对变电站的相关设备进行运维作业，避免了人力作业的安全性问题，具有很高的市场应用前景。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
16.图1是本发明实施例公开的一种使用机器人进行变电站运维的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的一种使用机器人进行变电站运维的系统的结构示意图。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
18.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
19.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
20.应当理解，尽管在本技术实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述
……
，但这些
……
不应限于这些术语。这些术语仅用来将
……
区分开。例如，在不脱离本技术实施例范围的情况下，第一
……
也可以被称为第二
……
，类似地，第二
……
也可以被称为第一
……
。
21.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
22.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
23.参阅图1所示，本发明实施例公开了一种使用机器人进行变电站运维的方法，所述方法包括如下步骤：接收运维指令，根据所述运维指令确定目标运维设备；根据所述机器人的第一数据和所述变电站的第二数据规划运维路径；控制所述机器人按照所述运维路径对所述目标运维设备进行运维作业。
24.从接收到的运维指令中可以解析得出需要进行运维作业的目标运维设备，例如变压器、高压断路器、隔离开关、母线、避雷器、电容器、电抗器等，再根据机器人及变电站自身的特性数据来规划合理的作业路径，最终实现机器人对目标运维设备的快速、安全的运维。本发明的方案采用机器人对变电站的相关设备进行运维作业，避免了人力作业的安全性问题，具有很高的市场应用前景。
25.在一些实施例中，所述接收运维指令，包括：接收从遥控器发送的第一运维指令；和/或，接收从服务器发送的第二运维指令；
和/或，接收从目标运维设备发送的第三运维指令。
26.本实施例中，运维指令可以由操作人员使用的遥控器、远程服务器发送给运维机器人或运维机器人的网络服务器，对于具有自检及通信功能的某些变电站设备来说，也可以由这类变电站设备按照一定的条件自动发送给变电站配备的机器人。
27.在一些实施例中，所述根据所述机器人的第一数据和所述变电站的第二数据规划运维路径，包括：根据所述变电站的第二数据确定第一可通行区域，根据所述机器人的第一数据从所述第一可通行区域中确定得出第二可通行区域；根据所述第二可通行区域规划所述运维路径。
28.本实施例中，变电站的第二数据至少包括变电站的高精度地图以及各变电设备在高精度地图中的具体布设情况，高精度地图中还包括变电设备的高精度三维模型，甚至包括三维模型间的线路的连接布设情况。这样，利用变电站的第二数据便可以初步确定出机器人可以通行的第一可通行区域。然后再根据机器人自身的特性对第一可通行区域作进一步筛选，便可以得出机器人可以通行的第二可通行区域，并在第二可通行区域中进行运维路径的规划。
29.在一些实施例中，所述根据所述机器人的第一数据从所述第一可通行区域中确定得出第二可通行区域，包括：根据所述第一数据确定所述机器人的通行类型，根据所述通行类型对所述第一可通行区域进行筛选以获得所述第二可通行区域。
30.本实施例中，机器人可以有多种通行类型，主要分为通行类型类，第一类是轮式/履带式机器人，第二类是足式机器人（二足、四足等），第三类是飞行式机器人，第四类是前述三类的混合机器人。对于相同的第一可通行区域，不同通行类型的机器人真正可通行的第二可通行区域是完全不同的，例如足式机器人可以跨越某些建筑物障碍而更快速的到达作业点，飞行式机器人可以通过空中路径更快速的到达作业点、更近距离的对变电设备进行作业（需要避免与相关线路的接触）。所以，本发明基于机器人自身的通行类型来确定适于当下机器人的第二可通行区域，这有利于为机器人规划更为合理的运维路径。
31.其中，机器人的通行类型可以预先存储在运维机器人存储器或网络服务器中，甚至可以配置在遥控器或服务器发送的第一/二运维指令中。例如，变电站配备的机器人是多通行类型复合的机器人，操作人员可根据实际情况将涉及路径类型限制的运维路径约束绑定在第一/二运维指令中，机器人或网络服务器便可以根据运维路径约束来筛选第二可通行区域。
32.在一些实施例中，所述根据所述第二可通行区域规划所述运维路径，包括：根据所述运维指令确定目标运维设备的运维项目以及与所述运维项目相关的三维位置数据；根据所述运维项目以及所述三维位置数据规划所述运维路径。
33.本实施例中，运维指令中至少会包括目标运维设备需要运维的运维项目，例如操作断路器、负荷开关、隔离开关的工作状态，清除电缆、继电保护装置上的异物等；还包括这些项目的具体作业点位。据此便可以规划合理的运维路径。
34.其中，规划出的运维路径可以是单地面路径、单空中路径以及地空组合路径等，具
体可以根据运维项目的三维位置数据、机器人作业臂的作业范围等因素来确定，具体不再赘述。
35.在一些实施例中，所述根据所述运维项目以及所述三维位置数据规划所述运维路径，包括：确定所述运维项目的第一威胁数据以及与所述运维项目相关的第二威胁数据；根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定运维作业点；根据所述运维作业点规划所述运维路径。
36.本实施例中，由于机器人的作业臂一般具备较高的防护等级，但机器人内部配置的控制器、摄像机、通信器等电子部件容易受变电设备的影响，甚至会导致机器人故障停机。有鉴于此，本发明对需要运维的变电设备的运维项目以及与该变电设备相关的临近变电设备的威胁数据，威胁数据主要包括电压强度、电磁强度等。通过对这些威胁数据进行评估从而筛选得出机器人用于停靠的最合适的运维作业点，并将其作为运维路径的终点，据此便可以规划得出机器人的运维路径。
37.在一些实施例中，在所述运维项目有多个时，所述根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定运维作业点，包括：根据所述三维位置数据对各所述运维项目进行分组；针对每个所述分组，根据组内各所述运维项目，根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定得出若干第一运维作业点；根据与各所述运维项目相关的所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定得出包含各所述第一运维作业点的作业线；根据所述机器人的作业参数从所述作业线上筛选得出第二运维作业点，将其作为所述运维作业点。
38.本实施例中，运维指令中可能会有多个运维项目，多个运维项目还可能会涉及多个变电设备。针对该情况，本发明先按照各运维项目所处的位置来将其进行分组，对于组内的每个运维项目按照前述的方式确定出多个第一运维作业点；接着，再按照与前述对威胁数据的同样考量方式确定出包含各第一运维作业点的一条作业线；最后，根据机器人的作业参数例如作业臂的作业范围从该条作业线上筛选得出最适宜的一个第二运维作业点。于是，在将第二运维作业点作为机器人的作业点之后，机器人便可以减少对分组内多个运维项目进行操作时的移位及路径规划，只需原地改变姿态即可，从而可有效的降低路径规划的计算负荷，以及提高运维效率。
39.需要说明的是，机器人的作业臂可以配备多种作业模块，使得单个机器人可以实现对不同变电设备的不同运维项目的作业，具体作业模块的具体类型本发明不予限定，可根据变电站的具体情况来设置。
40.参阅图2示，本发明实施例还公开了一种使用机器人进行变电站运维的系统，包括获取模块、处理模块、存储模块；所述处理模块与所述获取模块、所述存储模块连接；所述存储模块，用于存储可执行的计算机程序代码；所述获取模块，用于获取运维指令以及与机器人和变电站相关的数据，并将其传输给所述处理模块；
其特征在于：所述处理模块，用于通过调用所述存储模块中的所述可执行的计算机程序代码，执行如前述实施例所述的方法。
41.本发明实施例还公开了一种电子设备，包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如前述实施例所述的方法。
42.本发明实施例还公开了一种计算机存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如前述实施例所述的方法。
43.本发明实施例还公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品运行时执行如前述实施例所述的方法。
44.为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本技术时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
45.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，信息推送服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。
46.以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
47.本技术可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、信息推送服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
48.本技术可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本技术，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
49.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
50.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种使用机器人进行变电站运维的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：接收运维指令，根据所述运维指令确定目标运维设备；根据所述机器人的第一数据和所述变电站的第二数据规划运维路径；控制所述机器人按照所述运维路径对所述目标运维设备进行运维作业。2.根据权利要求1所述的一种使用机器人进行变电站运维的方法，其特征在于：所述接收运维指令，包括：接收从遥控器发送的第一运维指令；和/或，接收从服务器发送的第二运维指令；和/或，接收从目标运维设备发送的第三运维指令。3.根据权利要求1所述的一种使用机器人进行变电站运维的方法，其特征在于：所述根据所述机器人的第一数据和所述变电站的第二数据规划运维路径，包括：根据所述变电站的第二数据确定第一可通行区域，根据所述机器人的第一数据从所述第一可通行区域中确定得出第二可通行区域；根据所述第二可通行区域规划所述运维路径。4.根据权利要求3所述的一种使用机器人进行变电站运维的方法，其特征在于：所述根据所述机器人的第一数据从所述第一可通行区域中确定得出第二可通行区域，包括：根据所述第一数据确定所述机器人的通行类型，根据所述通行类型对所述第一可通行区域进行筛选以获得所述第二可通行区域。5.根据权利要求4所述的一种使用机器人进行变电站运维的方法，其特征在于：所述根据所述第二可通行区域规划所述运维路径，包括：根据所述运维指令确定目标运维设备的运维项目以及与所述运维项目相关的三维位置数据；根据所述运维项目以及所述三维位置数据规划所述运维路径。6.根据权利要求5所述的一种使用机器人进行变电站运维的方法，其特征在于：所述根据所述运维项目以及所述三维位置数据规划所述运维路径，包括：确定所述运维项目的第一威胁数据以及与所述运维项目相关的第二威胁数据；根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定运维作业点；根据所述运维作业点规划所述运维路径。7.根据权利要求6所述的一种使用机器人进行变电站运维的方法，其特征在于：在所述运维项目有多个时，所述根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定运维作业点，包括：根据所述三维位置数据对各所述运维项目进行分组；针对每个所述分组，根据组内各所述运维项目，根据所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定得出若干第一运维作业点；根据与各所述运维项目相关的所述第一威胁数据、所述第二威胁数据及所述三维位置数据确定得出包含各所述第一运维作业点的作业线；根据所述机器人的作业参数从所述作业线上筛选得出第二运维作业点，将其作为所述运维作业点。8.一种使用机器人进行变电站运维的系统，包括获取模块、处理模块、存储模块；所述处理模块与所述获取模块、所述存储模块连接；
所述存储模块，用于存储可执行的计算机程序代码；所述获取模块，用于获取运维指令以及与机器人和变电站相关的数据，并将其传输给所述处理模块；其特征在于：所述处理模块，用于通过调用所述存储模块中的所述可执行的计算机程序代码，执行如权利要求1-7任一项所述的方法。9.一种电子设备，包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-7任一项所述的方法。10.一种计算机存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种使用机器人进行变电站运维的方法及系统。所述方法包括：接收运维指令，根据运维指令确定目标运维设备；根据机器人的第一数据和变电站的第二数据规划运维路径；控制机器人按照运维路径对目标运维设备进行运维作业。本发明的方案采用机器人对变电站的相关设备进行运维作业，避免了人力作业的安全性问题，具有很高的市场应用前景。具有很高的市场应用前景。具有很高的市场应用前景。


技术研发人员：刘斌 李欣 乐利民 卢波 姚华 王华 罗建勤 耿军 林秋华 张喜斌 马元波 曹艳 周旋 黄亮 刘烨 陈向 郑丹
受保护的技术使用者：上海舒盈科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/13