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输电线路清障机器人机器视觉系统的研究

作　者: 寇军
导　师: 韩晓萍
学　校: 山东大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 架空高压线 清障机器人 DSP 机器视觉 嵌入式系统
分类号: TM726.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


架空高压输电线路是输送电力的重要设备,尤其是500kV超高压输电线路。传送容量大,输电距离长,其运行的安全可靠性必须得到足够重视。近年来,受大风、雨雪等恶劣天气的影响,因刮到高压线路上的异物造成的放电、短路等电力线路故障时有发生,严重影响电网安全运行和供电可靠性。传统的清障方法是停电检修或带电作业,不仅工作效率低,而且危及人身安全。因而高压输电线路的清障问题一直是一个难以解决的问题。架空输电线路清障机器人可以携带专用工具,快速准确地清除悬挂在输电线路上的风筝、塑料大棚棚布、塑料地膜等危及输电线路运行安全的异物。机器人携带视频摄像机,可以对线路上的异物进行定位并通过伺服控制系统自主清除异物。通过无线传输设备,地面的监控主站可以遥控机器人精确动作并检测输电线路损伤状况。本文主要对机器人的视觉系统进行了软硬件和异物识别算法的整体配置该装置的机器视觉系统采用DSP中的TMS320C5410作为处理器,以OV5017芯片作为图像传感器,设计了图像采集模块,深入探讨了硬件平台中心的DSP核心电路,视频图像采集卡接口电路和存储器扩展电路的设计方法,对主要模块电路的工作原理、时序分析和参数计算进行了较为详细的分析和讨论。基于CCS编译开发环境,采用C语言编写了相应程序,完成了主芯片DSP的初始化、DSP对图像数据的采集与存储以及扩展的flash存储器的写入与擦出等部分软件的设计,探讨了DSP的并行自举加载方案。根据输电线路上异物的特点,对图像处理和识别算法进行了研究,介绍了图像处理中的直方图技术和阈值处理中的Ostu算法,以hough变换为理论基础,实现了具体的图像识别算法,使机器视觉系统能够达到在输电线路上识别异物的功能。研究表明,设计的高压清障机器人的视觉系统运行可靠有效,达到了预期的效果和设计要求,有很广泛的应用前景。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 输配电技术 > 输配电线路 > 高压线路
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