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自适应高压线路防鸟平台

阅读：1027发布：2020-06-05

专利汇可以提供自适应高压线路防鸟平台专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种自适应高压线路防鸟平台，包括药品储存罐、多对一式选择开关、鸟体检测设备和机器人主结构，机器人主结构行走在高压线路上，药品储存罐、多对一式选择开关和鸟体检测设备都搭载在机器人主结构上，鸟体检测设备用于识别高压线路附近的目标鸟体类型，多对一式选择开关与药品储存罐连接，基于目标鸟体类型从药品储存罐中选择要喷射的驱鸟药品类型，同时，机器人主结构基于目标鸟体类型确定是否继续行走。通过本发明，能够在机器人进行高压线路行走过程中，实现对高压线路附近的飞鸟的自适应驱逐。，下面是自适应高压线路防鸟平台专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种自适应高压线路防鸟平台，所述平台包括药品储存罐、多对一式选择开关、鸟体检测设备和机器人主结构，机器人主结构行走在高压线路上，药品储存罐、多对一式选择开关和鸟体检测设备都搭载在机器人主结构上，鸟体检测设备用于识别高压线路附近的目标鸟体类型，多对一式选择开关与药品储存罐连接，基于目标鸟体类型从药品储存罐中选择要喷射的驱鸟药品类型，同时，机器人主结构基于目标鸟体类型确定是否继续行走。
2.如权利要求1所述的自适应高压线路防鸟平台，其特征在于，所述平台包括：
CF存储卡，位于控制箱内，预先存储了鸟体灰度范围，鸟体灰度范围用于将图像中的鸟体与背景分离，CF存储卡还预先存储了各个灰度化鸟体模版，每一个灰度化鸟体模版对应一种鸟类，每一个灰度化鸟体模版为通过对相应鸟类的基准鸟体进行拍摄所得到的图像执行灰度化处理而获得；
CCD视觉传感器，位于防倾斜结构上，对高压线路附近的景象进行拍摄以获得高压线路图像；
鸟体检测设备，位于防倾斜结构上，包括自适应递归滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备；自适应递归滤波子设备与CCD视觉传感器连接，用于对高压线路图像执行自适应递归滤波处理，以滤除高压线路图像中的高斯噪声，获得第一滤波图像；中值滤波子设备与自适应递归滤波子设备连接，用于对第一滤波图像执行基于5×5 像素窗口的中值滤波处理，以滤除第一滤波图像中的散射成分，获得第二滤波图像；尺度变换增强子设备与中值滤波子设备连接，用于对第二滤波图像执行尺度变换增强处理，以增强图像中目标与背景的对比度，获得增强图像；目标分割子设备与尺度变换增强子设备和CF存储卡分别连接，将增强图像中像素灰度值在鸟体灰度范围内的所有像素组成鸟体子图像，鸟体子图像从增强图像的背景处分离获得；目标识别子设备与目标分割子设备和CF存储卡分别连接，将鸟体子图像与各个灰度化鸟体模版匹配，将匹配度最高的灰度化鸟体模版所对应的鸟类类型作为目标鸟体类型输出；
药品储存罐，位于防倾斜结构上，用于储存驱逐各种鸟类的各种驱鸟药品，每一种驱鸟药品对应一种鸟类，各种驱鸟药品在药品储存罐内被分别储存在不同空间；
多对一式选择开关，位于防倾斜结构上，位于药品储存罐和喷射通道之间，根据AT98C51单片机接收到的目标鸟类类型，在药品储存罐内的各种驱鸟药品中选择与目标鸟类类型对应的驱鸟药品作为目标驱鸟药品喷射出；
喷射设备，位于防倾斜结构上，包括喷射通道和喷头，将喷射通道内的目标驱鸟药品通过喷头喷洒出去；
AT98C51单片机，位于控制箱内，与多对一式选择开关连接，将接收到的目标鸟类类型转发给多对一式选择开关；
机器人主结构，包括防倾斜结构、控制箱、无刷直流电机、吊装环、行走机构、锁紧机构和压紧机构，防倾斜结构位于前方高压线路上，控制箱和无刷直流电机都位于高压线路的下方，吊装环用于将机器人主结构吊装到高压线路上，行走机构和锁紧机构都位于高压线路上，压紧机构位于高压线路的下方；
防倾斜结构包括防倾斜轮、固定螺栓和连接板，连接板分别与防倾斜轮和固定螺栓连接，防止机器人主结构向后倾斜；
控制箱内设有主控板和电池，主控板上集成了AVR32芯片、无线通信设备和静态存储器，无线通信设备用于与远端的供电运营服务器建立双向无线通信链路；
无刷直流电机通过减速器与行走机构的驱动轮和压紧机构的压紧轮分别连接；
行走机构包括同步带、同步带张紧机构、驱动轮和水平放置的三个V型轮，驱动轮为三个V型轮在高压线路上的行走提供动力，同步带依次经过驱动轮、同步带张紧机构和三个V型轮以保持三个V型轮的同步行走；
锁紧机构包括顺序连接的活动扳手、中间支撑件、底部销件和U型螺栓，用于防止机器人主结构从高压线路处坠落；
压紧机构与无刷直流电机连接，包括压紧轮、棘轮、棘爪、复位弹簧和压紧弹簧；
接触式开关传感器，位于防倾斜结构上，与AVR32芯片电性连接，用于在接触到高压线路障碍时，发送接触障碍信号；
红外传感器，位于防倾斜结构上，与AVR32芯片电性连接，用于在距离前方高压线路障碍400毫米时，发出障碍预警信号；
其中，AVR32芯片与驱动轮、AT98C51单片机和鸟体检测设备分别连接，接收目标鸟声类型，并判断目标鸟声类型所对应的飞鸟类型是否对高压线路有害，如果有害，则向驱动轮发送停止行进信号，并将目标鸟声类型作为目标鸟类类型无线发送给AT98C51单片机，如果无害，则向驱动轮发送继续行进信号；
控制箱移动限位开关，用于限制控制箱的移动距离；
CCD视觉传感器还与AVR32芯片电性连接；
AVR32芯片将高压线路图像进行基于MPEG-4标准的压缩编码；
AVR32芯片将压缩后的图像通过无线通信设备发送给远端的供电运营服务器。

说明书全文

自适应高压线路防鸟平台

[0001] 本发明是申请号为201510955624.3、申请日为2015年12月17日、发明名称为“自适应高压线路防鸟平台”的专利的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及高压电网领域，尤其涉及一种自适应高压线路防鸟平台。

背景技术

[0003] 目前，高压线路防鸟措施主要是通过驱逐、惊吓和遮挡等方式来防止鸟粪闪络。具体方式如下。

[0004] (1)采取措施驱逐、惊吓鸟类，不让鸟类停留在杆塔上，至少是不让鸟停留在绝缘子正上方。

[0005] (2)安装防鸟刺：防鸟刺一般采用多股钢绞线一端固定(固定在特制的底座内)，一端散开，截成80～100cm长度，形成蘑菇状(或采用冷拔丝钢丝焊接)和“云杉树”状。

[0006] (3)采用大盘径绝缘子伞裙：在瓷(玻璃)绝缘子上将第一片或间隔几片改用大盘径绝缘子或在复合绝缘子顶部加装大盘径绝缘子，目前大盘径硅胶伞裙罩(直径可在400—600mm之间)，大盘径玻璃钢伞裙罩(直径700mm之间)。

[0007] (4)加装防鸟罩、防鸟挡板、防鸟网等手段，如在杆塔顶部涂刷红油漆、挂小红旗、安装风铃、惊鸟牌等以及喷涂防鸟磁性漆、铁塔横担上安装档板和网状物等。

[0008] 然而，上述方式都是固定的，不能根据现场鸟类实际存在情况进行定向鸟类驱逐，很有可能现场并没有鸟类而浪费了驱鸟的设备，也有可能现场鸟类很多而驱逐的方式不妥当，同时，上述固定的驱鸟方式在浪费资源的同时，也降低了工作效率。

[0009] 因此，需要一种新的高压线路防鸟方案，一方面，能够采用一套设备对整体线路进行驱鸟操作，避免资源的浪费，另一方面，能够根据现场鸟类的具体情况，例如现场鸟的种类，来确定具体的驱鸟措施，提升驱鸟的效率。

发明内容

[0010] 为了解决上述问题，本发明提供了一种自适应高压线路防鸟平台，首先设计出一套能够独立行走在高压线路上的机器人主体结构，其次采用基于高精度图像处理的鸟体检测设备检测处附近飞鸟的类型，然后采用能够根据不同类型喷射不同药品的药品喷洒设备进行驱鸟，最后，引入多种传感器保障机器人主体结构的畅通行走。

[0011] 根据本发明的一方面，提供了一种自适应高压线路防鸟平台，所述平台包括药品储存罐、多对一式选择开关、鸟体检测设备和机器人主结构，机器人主结构行走在高压线路上，药品储存罐、多对一式选择开关和鸟体检测设备都搭载在机器人主结构上，鸟体检测设备用于识别高压线路附近的目标鸟体类型，多对一式选择开关与药品储存罐连接，基于目标鸟体类型从药品储存罐中选择要喷射的驱鸟药品类型，同时，机器人主结构基于目标鸟体类型确定是否继续行走。

[0012] 更具体地，在所述自适应高压线路防鸟平台中，包括：CF存储卡，位于控制箱内，预先存储了鸟体灰度范围，鸟体灰度范围用于将图像中的鸟体与背景分离，CF存储卡还预先存储了各个灰度化鸟体模版，每一个灰度化鸟体模版对应一种鸟类，每一个灰度化鸟体模版为通过对相应鸟类的基准鸟体进行拍摄所得到的图像执行灰度化处理而获得；CCD视觉传感器，位于防倾斜结构上，对高压线路附近的景象进行拍摄以获得高压线路图像；鸟体检测设备，位于防倾斜结构上，包括自适应递归滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备；自适应递归滤波子设备与CCD视觉传感器连接，用于对高压线路图像执行自适应递归滤波处理，以滤除高压线路图像中的高斯噪声，获得第一滤波图像；中值滤波子设备与自适应递归滤波子设备连接，用于对第一滤波图像执行基于5×5 像素窗口的中值滤波处理，以滤除第一滤波图像中的散射成分，获得第二滤波图像；尺度变换增强子设备与中值滤波子设备连接，用于对第二滤波图像执行尺度变换增强处理，以增强图像中目标与背景的对比度，获得增强图像；目标分割子设备与尺度变换增强子设备和CF存储卡分别连接，将增强图像中像素灰度值在鸟体灰度范围内的所有像素组成鸟体子图像，鸟体子图像从增强图像的背景处分离获得；目标识别子设备与目标分割子设备和CF存储卡分别连接，将鸟体子图像与各个灰度化鸟体模版匹配，将匹配度最高的灰度化鸟体模版所对应的鸟类类型作为目标鸟体类型输出；药品储存罐，位于防倾斜结构上，用于储存驱逐各种鸟类的各种驱鸟药品，每一种驱鸟药品对应一种鸟类，各种驱鸟药品在药品储存罐内被分别储存在不同空间；多对一式选择开关，位于防倾斜结构上，位于药品储存罐和喷射通道之间，根据AT98C51单片机接收到的目标鸟类类型，在药品储存罐内的各种驱鸟药品中选择与目标鸟类类型对应的驱鸟药品作为目标驱鸟药品喷射出；喷射设备，位于防倾斜结构上，包括喷射通道和喷头，将喷射通道内的目标驱鸟药品通过喷头喷洒出去；AT98C51单片机，位于控制箱内，与多对一式选择开关连接，将接收到的目标鸟类类型转发给多对一式选择开关；机器人主结构，包括防倾斜结构、控制箱、无刷直流电机、吊装环、行走机构、锁紧机构和压紧机构，防倾斜结构位于前方高压线路上，控制箱和无刷直流电机都位于高压线路的下方，吊装环用于将机器人主结构吊装到高压线路上，行走机构和锁紧机构都位于高压线路上，压紧机构位于高压线路的下方；防倾斜结构包括防倾斜轮、固定螺栓和连接板，连接板分别与防倾斜轮和固定螺栓连接，防止机器人主结构向后倾斜；控制箱内设有主控板和电池，主控板上集成了AVR32芯片、无线通信设备和静态存储器，无线通信设备用于与远端的供电运营服务器建立双向无线通信链路；无刷直流电机通过减速器与行走机构的驱动轮和压紧机构的压紧轮分别连接；行走机构包括同步带、同步带张紧机构、驱动轮和水平放置的三个V型轮，驱动轮为三个V型轮在高压线路上的行走提供动力，同步带依次经过驱动轮、同步带张紧机构和三个V型轮以保持三个V型轮的同步行走；锁紧机构包括顺序连接的活动扳手、中间支撑件、底部销件和U型螺栓，用于防止机器人主结构从高压线路处坠落；压紧机构与无刷直流电机连接，包括压紧轮、棘轮、棘爪、复位弹簧和压紧弹簧；
接触式开关传感器，位于防倾斜结构上，与AVR32芯片电性连接，用于在接触到高压线路障碍时，发送接触障碍信号；红外传感器，位于防倾斜结构上，与AVR32芯片电性连接，用于在距离前方高压线路障碍400毫米时，发出障碍预警信号；其中，AVR32芯片与驱动轮、AT98C51单片机和鸟体检测设备分别连接，接收目标鸟声类型，并判断目标鸟声类型所对应的飞鸟类型是否对高压线路有害，如果有害，则向驱动轮发送停止行进信号，并将目标鸟声类型作为目标鸟类类型无线发送给AT98C51单片机，如果无害，则向驱动轮发送继续行进信号。

[0013] 更具体地，在所述自适应高压线路防鸟平台中，还包括：控制箱移动限位开关，用于限制控制箱的移动距离。

[0014] 更具体地，在所述自适应高压线路防鸟平台中：CCD视觉传感器还与AVR32芯片电性连接。

[0015] 更具体地，在所述自适应高压线路防鸟平台中：AVR32芯片将高压线路图像进行基于MPEG-4标准的压缩编码。

[0016] 更具体地，在所述自适应高压线路防鸟平台中：AVR32芯片将压缩后的图像通过无线通信设备发送给远端的供电运营服务器。附图说明

[0017] 以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

[0018] 图1为根据本发明实施方案示出的自适应高压线路防鸟平台的结构方框图。

[0019] 附图标记：1药品储存罐；2多对一式选择开关；3鸟体检测设备；4机器人主结构具体实施方式

[0020] 下面将参照附图对本发明的自适应高压线路防鸟平台的实施方案进行详细说明。

[0021] 现有技术中，采用的驱鸟设备都是固定的，不同场合的驱鸟配置相同，无法根据现场鸟类的具体情况进行自适应的驱鸟，而且，使用了多套驱鸟设备，造成了资源的严重浪费。

[0022] 为了克服上述缺陷，本发明提出了一种自适应高压线路防鸟平台，对整个高压线路采用一套驱鸟设备进行机动式驱鸟，而且集成的高精度鸟体检测设备和有针对性的药品喷洒机制保障了驱鸟的准确性。

[0023] 图1为根据本发明实施方案示出的自适应高压线路防鸟平台的结构方框图，所述平台包括药品储存罐、多对一式选择开关、鸟体检测设备和机器人主结构，机器人主结构行走在高压线路上，药品储存罐、多对一式选择开关和鸟体检测设备都搭载在机器人主结构上，鸟体检测设备用于识别高压线路附近的目标鸟体类型，多对一式选择开关与药品储存罐连接，基于目标鸟体类型从药品储存罐中选择要喷射的驱鸟药品类型，同时，机器人主结构基于目标鸟体类型确定是否继续行走。

[0024] 接着，继续对本发明的自适应高压线路防鸟平台的具体结构进行进一步的说明。

[0025] 所述平台包括：CF存储卡，位于控制箱内，预先存储了鸟体灰度范围，鸟体灰度范围用于将图像中的鸟体与背景分离，CF存储卡还预先存储了各个灰度化鸟体模版，每一个灰度化鸟体模版对应一种鸟类，每一个灰度化鸟体模版为通过对相应鸟类的基准鸟体进行拍摄所得到的图像执行灰度化处理而获得。

[0026] 所述平台包括：CCD视觉传感器，位于防倾斜结构上，对高压线路附近的景象进行拍摄以获得高压线路图像。

[0027] 所述平台包括：鸟体检测设备，位于防倾斜结构上，包括自适应递归滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备。

[0028] 自适应递归滤波子设备与CCD视觉传感器连接，用于对高压线路图像执行自适应递归滤波处理，以滤除高压线路图像中的高斯噪声，获得第一滤波图像；中值滤波子设备与自适应递归滤波子设备连接，用于对第一滤波图像执行基于5×5像素窗口的中值滤波处理，以滤除第一滤波图像中的散射成分，获得第二滤波图像。

[0029] 尺度变换增强子设备与中值滤波子设备连接，用于对第二滤波图像执行尺度变换增强处理，以增强图像中目标与背景的对比度，获得增强图像；目标分割子设备与尺度变换增强子设备和CF存储卡分别连接，将增强图像中像素灰度值在鸟体灰度范围内的所有像素组成鸟体子图像，鸟体子图像从增强图像的背景处分离获得。

[0030] 目标识别子设备与目标分割子设备和CF存储卡分别连接，将鸟体子图像与各个灰度化鸟体模版匹配，将匹配度最高的灰度化鸟体模版所对应的鸟类类型作为目标鸟体类型输出。

[0031] 所述平台包括：药品储存罐，位于防倾斜结构上，用于储存驱逐各种鸟类的各种驱鸟药品，每一种驱鸟药品对应一种鸟类，各种驱鸟药品在药品储存罐内被分别储存在不同空间。

[0032] 所述平台包括：多对一式选择开关，位于防倾斜结构上，位于药品储存罐和喷射通道之间，根据AT98C51单片机接收到的目标鸟类类型，在药品储存罐内的各种驱鸟药品中选择与目标鸟类类型对应的驱鸟药品作为目标驱鸟药品喷射出。

[0033] 所述平台包括：喷射设备，位于防倾斜结构上，包括喷射通道和喷头，将喷射通道内的目标驱鸟药品通过喷头喷洒出去。

[0034] 所述平台包括：AT98C51单片机，位于控制箱内，与多对一式选择开关连接，将接收到的目标鸟类类型转发给多对一式选择开关。

[0035] 所述平台包括：机器人主结构，包括防倾斜结构、控制箱、无刷直流电机、吊装环、行走机构、锁紧机构和压紧机构，防倾斜结构位于前方高压线路上，控制箱和无刷直流电机都位于高压线路的下方，吊装环用于将机器人主结构吊装到高压线路上，行走机构和锁紧机构都位于高压线路上，压紧机构位于高压线路的下方。

[0036] 防倾斜结构包括防倾斜轮、固定螺栓和连接板，连接板分别与防倾斜轮和固定螺栓连接，防止机器人主结构向后倾斜。

[0037] 控制箱内设有主控板和电池，主控板上集成了AVR32芯片、无线通信设备和静态存储器，无线通信设备用于与远端的供电运营服务器建立双向无线通信链路；无刷直流电机通过减速器与行走机构的驱动轮和压紧机构的压紧轮分别连接；行走机构包括同步带、同步带张紧机构、驱动轮和水平放置的三个V型轮，驱动轮为三个V型轮在高压线路上的行走提供动力，同步带依次经过驱动轮、同步带张紧机构和三个V型轮以保持三个V型轮的同步行走。

[0038] 锁紧机构包括顺序连接的活动扳手、中间支撑件、底部销件和U型螺栓，用于防止机器人主结构从高压线路处坠落；压紧机构与无刷直流电机连接，包括压紧轮、棘轮、棘爪、复位弹簧和压紧弹簧。

[0039] 所述平台包括：接触式开关传感器，位于防倾斜结构上，与AVR32芯片电性连接，用于在接触到高压线路障碍时，发送接触障碍信号。

[0040] 所述平台包括：红外传感器，位于防倾斜结构上，与AVR32芯片电性连接，用于在距离前方高压线路障碍400毫米时，发出障碍预警信号。

[0041] 其中，AVR32芯片与驱动轮、AT98C51单片机和鸟体检测设备分别连接，接收目标鸟声类型，并判断目标鸟声类型所对应的飞鸟类型是否对高压线路有害，如果有害，则向驱动轮发送停止行进信号，并将目标鸟声类型作为目标鸟类类型无线发送给AT98C51单片机，如果无害，则向驱动轮发送继续行进信号。

[0042] 可选地，在所述平台中，还包括：控制箱移动限位开关，用于限制控制箱的移动距离；CCD视觉传感器还与AVR32芯片电性连接；AVR32芯片将高压线路图像进行基于MPEG-4标准的压缩编码；以及可选地，AVR32芯片将压缩后的图像通过无线通信设备发送给远端的供电运营服务器。

[0043] 另外，滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号。

[0044] 随着数字式电子计算机技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信号进行处理，产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说，可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息，波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化，自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播，靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变，甚至是在相当多的情况下，这种畸变还很严重，导致信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。为了滤除这些噪声，恢复原本的信号，需要使用各种滤波器进行滤波处理。

[0045] 采用本发明的自适应高压线路防鸟平台，针对现有技术高压线路驱逐方式过于僵化的问题，先采用专门设计的机器人主体架构作为线路行走设备，在其上集成了药品储存罐、多对一式选择开关、鸟体检测设备以实现现场鸟体类型检测和自适应的驱逐药品喷洒，从而实现了有针对性的灵活的现场驱鸟模式，避免驱鸟资源的浪费。

[0046] 可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

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