基于5G及北斗的电网巡检机器人定位系统及方法与流程

基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统及方法
技术领域
1.本发明涉及巡检机器人定位技术领域，特别是涉及一种基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统及方法。


背景技术：

2.配电设备作为电网的基础，投入运行后，受到老化、天气以及人为操作等各种内部或外部因素的共同作用，通常会使配电设备的性能下降，导致配电设备发生各种故障退出运行，而设备故障退出运行，会给电网的安全可靠运行带来极大的危害，因此，及时地对配电设备进行检修，已成为电网日常生产管理不可或缺的工作。
3.目前的配电设备的巡检主要还是依靠人工巡检，即由巡检人员现场展开，这种方式下，巡检的质量、效果受人为因素影响很大，因而造成巡检质量好坏不一，同时，巡检过程中也需要对数据分析处理，以确定故障的类型和处理方式，而现场巡检人员在现场由于设备等方面的缺陷，导致故障处理不及时，可能影响变电站的正常工作，因而配网巡检的智能化就显得尤为重要。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统及方法，有效提高巡检质量，避免故障处理不及时，影响变电站的正常工作的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统，包括依次连接的控制中心、机器人群和5g基站；所述控制中心进行任务规划、任务计算、任务分配和任务下发；所述机器人群根据控制中心下发的任务，照不同的任务分排不同的机器人外出；所述机器人外出巡检线路杆塔的电网，把实时的数据和位置传输给5g基站；所述5g基站通过数据分析，输出用户的坐标。
6.进一步的，所述控制中心采用的移动边缘计算。
7.进一步的，所述系统还包括北斗地面增强基站，所述北斗地面增强基站对机器人进行实时定位。
8.进一步的，所述机器人包括多模态感知融合单元。
9.进一步的，所述多模态感知融合单元包括字符识别模块、人脸识别模块、缺陷识别模块和行为识别模块。
10.一种基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统的控制方法，包括以下步骤：步骤s1:控制中心获取任务相关信息，并处理后将任务分配传送至机器人群；步骤s2：机器人群根据任务分配分排不同的机器人外出巡检，并将实时的数据和位置传输给5g基站；步骤s3:5g基站根据获取的各机器人实时的数据和位置数据，分析得到用户的坐标。
11.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明有效提高巡检质量，提升巡检效率，避免故障处理不及时，影响变电站的正常工作的问题。
附图说明
12.图1是本发明方法流程图；图2是本发明一实施例中的构建任务流程图。
具体实施方式
13.下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
14.在本实施例中，提供一种基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统，包括依次连接的控制中心、机器人群和5g基站；所述控制中心进行任务规划、任务计算、任务分配和任务下发；所述机器人群根据控制中心下发的任务，照不同的任务分排不同的机器人外出；所述机器人外出巡检线路杆塔的电网，把实时的数据和位置传输给5g基站；所述5g基站通过数据分析，输出用户的坐标。
15.在本实施例中，控制中心采用的移动边缘计算，边缘计算的引入将解决终端能力受限和云计算的实时响应问题，增强机器人的实时响应能力，持续不断地提高机器人能力。
16.在本实施例中，系统还包括北斗地面增强基站，通过北斗地面增强基站对机器人进行实时定位，通过任务规划对机器人进行路径规划，机器人执行任务。机器人支持移动、定位、避障和绕障等操作，机器人设有于激光雷达、里程计和超声波等信息，实现在未知环境的自主运动。
17.在本实施例中，机器人包括多模态感知融合单元，包括字符识别模块、人脸识别模块、缺陷识别模块和行为识别模块。
18.机器人可根据操作人员的在线指令或预先设定的任务，半自动/ 自动进行任务区域内的全局/ 局部路径规划，精准定位到达巡检点完成相应任务。机器人导航定位与路径规划的完成必须依赖于其传感器所获得的信息, 如里程计、声纳、激光和视觉传感器等。由于传感器自身的限制，感知信息存在不同程度的不确定性，直接使用感知信息很难得到准确的环境模型，通常需要对感知信息再处理，从而完成导航和定位。
19.优选的，在本实施例中，字符识别模块，实现复杂场景下的不同字体、大小、长短的文字检测和识别，将文字拆分成片段和链接两种元素，利用全卷积网络在多个尺度上密集的检测，并根据几何规则组合完成整词检测；实现一种端到端可训练的文字识别神经网络模型，将卷积神经网络、循环神经网络和联结时序分类三者结合，并可以由图片和文字标注端到端的训练，简化传统方法中复杂的训练和测试流程。
20.优选的，在本实施例中，人脸识别模块。具体的，存在光照、姿态、表情、遮挡、年龄变化、伪妆、仿伪和图像成像质量等情况下的人脸关键点检测和鲁棒的人脸特征描述，大规模图像人脸验证时，需要将待检测人脸特征与大规模数据库进行特征距离计算，在大规模人脸数据中实现实时验证。
21.优选的，在本实施例中，缺陷识别模块，将缺陷为种类繁多、形态多样、外观不规则、部分缺陷细小、外观表现形式并不明确等情况，特征提取后在特征空间存在某些类间间
距小、类内间距大的情况，行为识别技术。当前行为识别高度依赖物体和场景，目前算法的行为识别更多的是学习到物体与场景的语义特征，而非行为这个动作，采用交互式学习后并泛化至非特定场景依赖的行为，通过明确行为长度与语义的定义，减少行为时长带来的不确定，对多帧信息的融合处理进行行为语义判断。
22.在大场景和多任务下，机器人集群开展巡检任务。随着机器人日益成熟和普及，对机器人集群调度的需求也越来越强烈。5g 高速率、低延迟和广链接为机器人群的调度，提供了网络支持。机器人群需要大量的机器人。机器人群的任务分配问题是机器人集群调度至关重要的环节，分配结果将直接影响机器人巡检的效率。机器人群任务分配是多个任务分配给系统中的不同机器人，以达到总的巡检时间最短、消耗最小和任务完成度最高等目的。
23.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
24.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
25.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
26.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
27.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统，其特征在于，包括依次连接的控制中心、机器人群和5g基站；所述控制中心进行任务规划、任务计算、任务分配和任务下发；所述机器人群根据控制中心下发的任务，照不同的任务分排不同的机器人外出；所述机器人外出巡检线路杆塔的电网，把实时的数据和位置传输给5g基站；所述5g基站通过数据分析，输出用户的坐标。2.根据权利要求1所述的基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统，其特征在于，所述控制中心采用的移动边缘计算。3.根据权利要求1所述的基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统，其特征在于，所述系统还包括北斗地面增强基站，所述北斗地面增强基站对机器人进行实时定位。4.根据权利要求1所述的基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统，其特征在于，所述机器人包括多模态感知融合单元。5.根据权利要求1所述的基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统，其特征在于，所述多模态感知融合单元包括字符识别模块、人脸识别模块、缺陷识别模块和行为识别模块。6.根据权利要求1-5任一所述的基于5g及北斗的电网巡检机器人定位系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1:控制中心获取任务相关信息，并处理后将任务分配传送至机器人群；步骤s2：机器人群根据任务分配分排不同的机器人外出巡检，并将实时的数据和位置传输给5g基站；步骤s3:5g基站根据获取的各机器人实时的数据和位置数据，分析得到用户的坐标。

技术总结
本发明涉及一种基于5G及北斗的电网巡检机器人定位系统，包括依次连接的控制中心、机器人群和5G基站；所述控制中心进行任务规划、任务计算、任务分配和任务下发；所述机器人群根据控制中心下发的任务，照不同的任务分排不同的机器人外出；所述机器人外出巡检线路杆塔的电网，把实时的数据和位置传输给5G基站；所述5G基站通过数据分析，输出用户的坐标。本发明有效提升巡检质量，提高巡检效率。提高巡检效率。提高巡检效率。


技术研发人员：唐元春 张章煌 夏炳森 吴飞 郑洁云 何德明 陈卓琳 冷正龙 林文钦 周钊正 李翠
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/8