巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统

电力巡检机器人综合管理平台开发与应用广东省深圳市518057摘要：随着电网规模的不断扩大，人工巡检的工作量也在进一步加大，容易产生因人力资源、设备资源有限引起的人工巡检不到位等情况。

为了应对运维工作的现状，结合机器人技术的不断发展，近年来巡检机器人得到了广泛的应用，逐渐替代了人工巡检方式，实现了远程监控、分析运行中的电气设备、母线及其引接导线的实时状况，监测电气节点的发热温度、变压器的油温/油位数据等功能。

通过对电力巡检机器人综合管理平台的应用扩大应用区域巡检的范围，提高巡检的效率，对现场监测数据进行分析和整理，为电网综合监测管控体系提供数据支撑，提升电网数据监测及应用的水平。

关键词：电网；巡检机器人；远程监控引言现阶段，国内220kV及以下电压等级变电站基本为无人值守模式，500kV变电站为少人值守模式，将来也要陆续普及无人留守。

变电站内监测对象众多，常规的在线监测安装范围有限，一些施工困难或危险区域往往难以监测，因此许多日常运维工作需要依靠人工巡检完成。

站内存在大量的设备，且较分散，人工巡检工作量大，导致运维人员工作负荷和压力较大，特别是在电力管廊等工况复杂的环境中，更加增加了安全风险和隐患。

1总体架构电力巡检机器人综合应用平台运行于数据管理的内部网络，它包含了应用系统、结构方案、具有自感应部署功能的巡检机器人本体以及第三方巡检部分等四方面内容。

对于应用系统而言，主要是采集数据的高级应用功能，包括储存、分析、显示、指令控制、状态研判等方面。

具有自感应部署功能的巡检机器人利用电力通讯网络与接口保持对接，按照各项巡检任务和指令达到监测区域，收集信息上传至采集终端。

第三方巡检部分和外部平台则是利用规范化接口构建巡检机器人本体与采集终端的双向通讯。

按照平台业务功能和技术应用架构，详细整合其应用功能，按照平台物理层级开展技术应用功能的方案实现。

巡检机器人一体化管控平台实现了两级部署，不仅实现了本地化运行需求，又可统一管理指定范围内的机器人，达到了数据统一储存、集中管控的目的。

改进ORB和Hough变换的指针式仪表识读方法高建龙;郭亮;吕耀宇;吴清文;母德强【摘要】为了实现指针式仪表的自动识读,提出一种基于改进ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)和Hough变换算法的指针式仪表识读算法.利用角点强化方法加强ORB算法检测的特征点,通过特征点匹配对计算模板图像与待检测图像之间的透视变换矩阵.利用数学形态学处理、阈值分割等图像预处理提取指针,并提出一种用于确定指针旋转圆心的基于ORB特征匹配对的相似特征三角形方法,结合投影法定位指针方向.利用指针细化算法和添加圆心约束的Hough变换算法检测指针角度.最后根据仪表的先验信息得到读数结果.实验结果表明该算法在识读速度和精度等方面都能够满足指针式仪表识读的要求,具有较高的可靠性和工程应用价值.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2018(054)023【总页数】7页(P252-258)【关键词】指针式仪表;ORB;Hough变换;指针提取;圆心提取【作者】高建龙;郭亮;吕耀宇;吴清文;母德强【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间机器人工程中心,长春 130033;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间机器人工程中心,长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间机器人工程中心,长春 130033;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间机器人工程中心,长春 130033;长春工业大学机电工程学院,长春 130033【正文语种】中文【中图分类】TP3911 引言指针式仪表因其结构简单、安装维护方便、可靠性高等优点在电力系统、石油化工等行业大量使用。

以变电站系统为例，其中很多设备的工作状态需要通过仪表进行监测，如压力表，温度表等。

然而在变电站系统的日常维护中，传统的人工巡检由于受工作环境高压高温、工作人员主观因素等影响，使得其存在安全性低，工作效率低，工作可靠性差等弊端。

科技风2021年2月水利电力DOI：10.19392/ki.1671-7341.202105093机器人关键技术综述变电站智能巡检景凯凯袁顺刚胡林林许继电源有限公司河南许昌46100摘要：变电站智能巡检机器人系统以自主或遥控的方式，在无人值守的环境中，完成对室外高压设备进行红外温度监测和仪表液位的图像识别等任务，替代人工完成巡检中遇到的繁、难、险和重复性的工作。

本文介绍了变电站智能巡检机器人的系统组成,重点探讨了巡检机器人的关键技术,包括行走机构、导航控制技术、视觉伺服校正技术及图像识别等技术,展望巡检机器人的发展方向及应用前景，为变电站巡检机器人的更新迭代提供参考方向。

关键词：变电站；巡检机器人；导航；图像识别；关键技术目前，全国多数变电站电力设备巡检仍为人工巡检方式。

巡检人员的巡视内容主要包括设备温度、仪表表计读数、或高压电缆的接头状态等，巡视内容固定单一，巡视人员工作效率较低*1+$随着电网安全运行的要求越来越高，变电站使用智能化设备的必要性也越来越强，能够使用一套既能对变电站设备自动进行数据采集，又能对所得数据进行全面综合分析和比较的智能化无轨机器人系统，是非常必要的。

近年来，随着变电站巡检机器人持续深化应用,机器人已可代替人工完成变电站高压变电设备的所有巡检作业。

采用变电站巡检机器人可提高变电站的数字化程度和全方位监控的自动化水平，有效保障设备安全可靠运行,提高安全生产工作效率和质量1变电站巡检机器人系统组成变电站智能巡检机器人系统分为三层体系架构，分别为:车载子系统、本地监控后台及远程集控后台。

车载子系统通过无线局域网与本地监控后台进行数据、图像、视频等信息交互,远程集控后台通过申请的电网专网对本地监控后台、车载子系统进行任务下派、状态监控及数据管理。

车载子系统由控制单元、导航单元、行走机构、供电单元及传感单元组成，其中传感单元包括云台、可见光相机、红外热像仪及拾音检测装置。

2关键技术分析2.1行走机构行走机构是巡检机器人执行巡检任务的基础，控制机器人前进、后退，转弯及停止动作,行走机构根据移动方式的不同,可分为履带式、轨道式和轮式三种，分别应用于不同的场景,其中轮式运动机构在变电站巡检机器人中被广泛使用。

巡检机器人安全应急红外线光谱自探测处置系统研究作者：李杭王战来源：《消防界》2022年第11期摘要：笔者通过实地考察浙江能源嘉华电厂，阅读分析了大量国内外相关案例后，研究开发了一套巡检机器人安全应急红外线光谱自探测处置系统，该系统可以实现全天候实时巡检，接收红外、紫外线光谱，能自动探测明火，自动报警并完成应急处置装置响应动作，在事故初期就作出应急处置。

相较于市面上已有机器人更加智能化。

关键词：巡检机器人;光谱自探测;智能感知;应急处置一、研究背景和意义（一）研究背景电力能源与国家经济的快速发展、社会生产的稳定运行息息相关，这对能源行业生产作业的安全性、可靠性提出了更高的要求。

电厂是能源产业非常重要的组成部分，电厂设备的稳定、安全运行是实现安全生产的重要保障，因此电厂设备的运维巡检是非常重要的工作。

目前，电厂设备安全巡检作业方式主要包括：人工巡检和机器人巡检。

人工巡检是工作人员携带检测设备对高压设备和电力输电线进行监视。

由于电厂电力设备或输电线路所处地理位置十分复杂，增加了人工巡检的难度，人工巡检方法不但劳动强度大、效率低、检测精度低、可靠性差、成本高，而且对许多高压设备或输电线路存在的安全隐患不易发现。

随着移动机器人技术与自动化技术的發展，将机器人技术与电力应用相结合，为电网的维护提供了新的巡检方式，即机器人巡检代替人工巡检，极大地提高了工作效率。

经过调查研究发现，目前市面上的巡检机器人仍存在一些不足，当紧急情况发生时，机器人只能够实现异常报警，不能够在事故发生初期就进行应急处置，若异常位置较远且过于隐蔽，等应急人员到达现场，已经错过了最佳应急时机，事故仍会造成巨大损失。

因此，研究开发一套巡检机器人安全应急红外线光谱自探测处置系统势在必行，可以弥补现有巡检机器人的不足，更智能、更全面地实现电厂电力设备的无人化巡检需求。

（二）研究意义伴随着经济发展和人民生活水平的提高，社会用电量不断提升，对电网运行稳定性提出了更高挑战，变电、输电、配电等电力系统各环节的巡检需求进一步提高。

巡检机器人维护使用手册版本:2.0北京眸视科技有限公司目录1.产品概述 (4)1.1.产品概述 (4)1.2.履带式机器人 (5)1.3.轮式机器人 (5)2.机器人开机 (6)2.1.机器人开机 (6)2.2.遥控器使用 (6)2.3.遥控器高级使用 (7)2.4.注意事项 (9)3.平板控制 (10)3.1.Wifi连接 (10)3.2.运行APP (10)3.3.自启动功能 (10)3.4.License更新功能 (11)3.5.参数配置 (14)3.6.状态检查 (15)3.7.开启巡检 (16)4.制图 (17)4.1.制图 (17)4.2.地图编辑 (20)4.3.地图备份与切换 (25)4.4.注意事项 (27)4.4.1.制图之前的准备 (28)4.4.2.建图操作原则 (28)4.4.3.建图结果检查 (30)5.导航 (31)5.1.导航到指定点 (31)5.2.导航到指定坐标 (32)5.3.取消导航 (32)6.1.准备工作 (34)6.2.工具安装 (34)6.2.1.开启root ssh权限 (34)6.2.2.JDK的安装 (35)6.2.3.TOMCAT安装 (35)6.2.4.MySQL数据库在线安装 (36)6.2.5.Redis安装 (37)6.2.6.Nginx安装 (37)6.3.程序部署 (38)6.3.1.前端web程序部署 (38)6.3.2.后端jar包部署 (39)6.4.系统参数配置 (41)6.4.1.域名地址映射 (41)6.4.2./etc/profile确认 (41)6.5.启动管理云平台系统程序 (41)6.5.1.后台java程序启动 (42)6.5.2.前台tomcat启动 (42)6.5.3.确认后台程序是否启动成功 (42)6.5.4.访问系统url (42)7.云平台使用 (43)7.1.系统登录 (43)7.1.1.系统首页 (44)7.1.2.个人中心 (45)7.2.实时监控 (45)7.3.数据查询 (47)7.3.1.巡检报表 (47)7.3.2.巡检点 (48)7.3.3.环境数据 (48)7.4.巡检任务 (49)7.4.1.任务管理 (49)7.4.2.任务日历 (51)7.5.1.巡检点管理 (52)7.5.2.地图管理 (53)7.5.3.机器人管理 (54)7.5.4.告警设置 (55)7.6.系统管理 (56)7.6.1.用户管理 (56)7.6.2.角色管理 (57)7.6.3.菜单管理 (59)7.6.4.场站管理 (59)7.6.5.字典管理 (60)7.6.6.车体状态 (61)7.6.7.版本信息 (62)8.巡检 (63)8.1.启动检查 (63)8.2.云平台操作 (64)9.注意事项 (66)9.1.常规检查 (66)9.2.维护保养 (66)9.3.长期储存 (67)10.快速故障排除 (69)10.1.机器人故障排查 (69)10.2.云端服务故障排查 (71)10.3.遥控器故障排查 (72)附录1：充电桩安装说明 (75)附录2、传感器清洁 (76)附录3、产品参数 (77)1.产品概述1.1.产品概述眸视机器人定位和导航系统，是一个集激光雷达、视觉（双目相机、深度相机）、超声波、惯性测量单元（IMU）等多种传感器于一体的定位和导航系统。

基于HOUGH变换的航空仪表自动识别高梅;李养成【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2011(30)20【摘要】The paper proposes a kind of method which chooses computer vision technology in the digital image processing of the aviation gauge with Pointer automatic recognition as a research topic.A modified HOUGH transformation algorithm to Automatic meter reading in the Aviation Instrument pointer is proposed, which greatly improving the calculating speed of linear extraction of HOUGH transformation, and reducing the memory occupied, while reducing the linear error matching opportunities.Proving its effectiveness in theory and practical the through experiments and realizing the automatic recognition of the aviation gauge with pointer.%本文针对航空指针式仪表自动读取中的指针提取提出了一种基于HOUGH变换的指针式仪表示值精确判读方法,用改进的HOUGH变换算法,大大提高了HOUGH变换直线提取的运算速度,降低了占用内存,同时减少了直线误匹配的机会,实现指针式航空仪表读数自动识别.【总页数】2页(P132-133)【作者】高梅;李养成【作者单位】西安工业大学,西安,710032;西安工业大学,西安,710032【正文语种】中文【中图分类】TH7【相关文献】1.基于改进Hough变换的指针式仪表自动识别方法研究 [J], 冯养杰;林小竹2.基于计算机视觉的航空仪表自动识别 [J], 高梅;李养成3.基于改进的Hough变换ASAR图像船只尾迹自动识别算法 [J], 巩彪;黄韦艮;陈鹏4.基于船舶自动识别系统信息和Hough变换的海上船舶航道提取 [J], 陈宏昆;察豪;刘立国;孟薇5.基于HOUGH变换的指针式压力表自动识别算法 [J], 杜静;魏鸿磊;樊双蛟;杨远超;庞桂兵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

室内智能巡检机器人解决方案亿嘉和科技股份有限公司2018.9目录室内智能巡检机器人解决方案 (1)一、智能巡检系统实施背景 (4)1.1 运检工作管控力有待提升 (4)1.2 设备状态管控能力建设要求不断提高 (4)1.3 “物联网、机器人”等新技术发展进入历史机遇期 (4)二、需求理解 (5)2.1 巡检工作需求 (5)2.1.1 指针类仪表设备 (5)2.1.2 数字类仪表设备 (6)2.1.3 电气指示类设备 (6)2.1.4 机械状态指示类设备 (7)2.1.5 设备测温和局部放电检测 (8)2.1.6 环境监测 (8)2.2 管理工作需求 (8)2.2.1 资源覆盖面扩大需求 (8)2.2.2 资源利旧整合联网需求 (8)2.2.3 数据管理需求 (8)三、建设方案 (10)3.1 系统架构 (10)3.2 机器人系统整体介绍 (10)3.3 全覆盖自主巡检实现方式 (12)3.4 指针类仪表设备识别实现方式 (13)3.5 数字类仪表设备识别实现方式 (13)3.6 电气指示类设备识别实现方式 (14)3.7 机械状态指示类设备识别实现方式 (14)3.8 局部放电检测实现方式 (14)3.9 设备测温实现方式 (15)3.10 环境监测实现方式 (15)3.11 软件系统介绍 (16)3.11.1 概况统计 (16)3.11.2 站所统计 (17)3.11.3 专业分析 (17)3.11.4 站所管理 (18)四、效能提升 (22)4.1 巡检效能提升 (22)4.2 管理效益提升 (23)4.2.1设备信息数字化 (23)4.2.2 状态感知实时化 (23)4.2.3 诊断评估智能化 (24)4.2.4 设备巡视高效化 (24)4.3 经济效益提升 (24)一、智能巡检系统实施背景由技术支持根据客户提供的实施背景进行编写。

1.1运检工作管控力有待提升目前，XX运检人员配置率偏低，专业人员配置率不足，与快速增长的XX规模间的矛盾日益突出。

防爆轮式巡检机器人设计及应用朱宇昌;李军伟;张树生;裴文良;孙宁【摘要】针对石油化工等企业重要设备的巡检、监控问题,研制了一种实用的、可以代替人工巡检,集图像识别、视频监控、故障判断和报警等功能为一体的防爆轮式巡检机器人系统,阐述了防爆轮式巡检机器人组成结构和功能特点,利用该巡检机器人系统可以实现对石化企业等易燃易爆高危环境下的管道、仪表、阀门等设备的自动巡检,实现无人值守的目标.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2019(041)002【总页数】3页(P39-40,51)【关键词】防爆;轮式机器人;巡检;图像识别【作者】朱宇昌;李军伟;张树生;裴文良;孙宁【作者单位】中信重工开诚智能装备有限公司,唐山063020;中信重工开诚智能装备有限公司,唐山063020;中信重工开诚智能装备有限公司,唐山063020;中信重工开诚智能装备有限公司,唐山063020;中信重工开诚智能装备有限公司,唐山063020【正文语种】中文【中图分类】TP2420 引言随着大型石油化工企业、隧道、地铁等建设的不断扩大，油品、燃气、毒气、化学危险品等引起的泄漏爆炸、火灾等灾害隐患不断增加，为加强高危场所的巡检工作，巡检机器人应运而生，防爆轮式巡检机器人作为特种机器人的一种，在巡检工作中能够发挥举足轻重的作用。

防爆轮式巡检机器人搭载一系列传感器，可代替巡检人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等现场进行巡检、探测，有效解决巡检人员在上述场所面临的人身安全、现场数据信息采集不足等问题。

采用机器人巡检，既具有人工巡检的灵活性、智能性，同时也克服和弥补了人工巡检存在的一些缺陷和不足，更适应智能场站和无人值守场站发展的实际需求，是智能场站和无人值守场站巡检技术的发展方向。

本文从实用性角度出发，介绍了一种防爆轮式巡检机器人系统的设计方法及其在输油站中的应用。

1 防爆轮式巡检机器人系统组成结构防爆轮式巡检机器人系统由防爆轮式巡检机器人、巡检机器人本地监控后台和巡检机器人远程工作站组成。

169中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.05 （下）线路差动保护以其动作灵敏和迅速、不需与相邻保护配合的优点在高压送配电系统中广泛应用，尤其对于较短的输电线路如某公司303线和304线，距离保护和速断保护均无法整定，在系统运行稳定性要求下，线路纵差保护成为维一的选择。

差动保护的优点突出，但以两侧电流的比较构成保护原理，使其对两侧的CT 提出了较高的要求，CT 的特性、负载要大体一致，特别是CT 的接线更加要求可靠，否则极易造浅谈解决CT 断线影响303、304线差动保护正确动作方法钱净生（宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司，浙江 宁波 315101）摘要：微机继电保护以其强大的数据处理能力使保护的灵敏度大幅提高，但使用不当也会带来一些问题。

本文分析了某公司303线和304线所用的L90型微机线路差动保护在CT 断线时的各种问题，提出防范CT 断线的技术措施，以解决CT 断线造成保护的拒动或误动问题。

关键词：差动保护；CT 断线；断线闭锁中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号:1671-0711（2019）05（下）-0169-03图1在实际环境中应用。

实际现场拍摄的图像作为数据库，表盘正确识别率达到100%，指针识别率达到98.75%，指针数据检测误差为0.37，与前人的工作相比较，创新型的基于图像增强算法提高表盘的识别率，同时在一定程度上提高了算法的准确率，为实际应用奠定了基础。

本文中的机器人目前只在非雨雪天气下运行，下一步将开展雨雪天气表盘识别。

参考文献：[1]许丽,石伟,方甜.巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统[J].仪器仪表学报,2017,38(7):1782-1790. [2]周立辉,张永生,孙勇等.智能变电站巡检机器人研制及应用[J]. 电力系统自动化,2011,35(19): 85—88.[3]刘勇,陈海滨,刘方.基建现场巡检无人机智能感知系统的研究与应用[J].电力系统保护与控制,2018，(15). [4]戴志辉,张天宇,刘譞等.面向状态检修的智能变电站保护系统可靠性分析[J]. 电力系统保护与控制,2016,44(16):14-21.[5]高曼龙．智能巡检机器人在变电站中的应用[J]．价值工程，2015，(11)：254-255．[6]王佳玮，黄莉洁，蒋宇晨等．基于物联网技术的柔性管道巡检机器人[J]．国外电子测量技术，2017，36(1)：47—52．[7]林颖,郭志红,陈玉峰.基于卷积递归网络的电流互感器红外故障图像诊断[J].电力系统保护与控制,2015, (16):87-94.[8]张文杰, 熊庆宇, 张家齐等. 基于视觉显著性的指针式仪表读数识别算法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2015，(12): 2282—2295. [9]房桦, 明志强, 周云峰等. 一种适用于变电站巡检机器人的仪表识别算法[J]. 自动化与仪表, 2013, 28(5): 10—14. [10]周封, 任贵新. 基于颜色空间变量的输电线图像分类及特征提取[J]. 电力系统保护与控制, 2018, 46(5).[11] R. Brunelli, Template Matching Techniques in Computer Vision: Theory and Practice, Wiley, ISBN 978-0-470- 51706-2, 2009.[12]贺体龙,杨俊起,袁兆强.ROI 编码技术在变电站图像监控系统中的应用[J].电力系统保护与控制,2004,V32(21):34-36.[13]姜宁, 石剑锋. 一种改进的SSDA 算法在自动装配线中的研究与应用[J]. 机械与电子, 2005，(12):27-28.[14]Canny, J. “A Computational Approach To Edge Detection”. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence. 1986, (8): 679–714.图3 鲁棒性检测结果170研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2019.05 (下)成保护误动作。