一种电力仓储多功能安防探测机器人实现方法及系统

张煜 张涛 张律 马涛

摘 要：为了进一步建设泛在电力物联网，优化电力营商环境，确保物资储配及时、准确，需要全面开展业扩定额储备和电商化实体入库工作，入库金额大。随着大量物资入库存放，单位面积库存大大增多，致使现有的监控存在较多盲区，红外探测信号被阻挡，无法第一时间发现并消除安全隐患，仓库安防管理工作面临挑战。本文涉及仓储安防技术领域，具体研究了一种电力仓储多功能安防探测机器人、工作方法及系统。

关键词：电力仓储 多功能安防探测 机器人

引 言

现有的巡检机器人携带红外探测仪、可见光CCD等有关的电站设备检测装置，以自主和遥控的方式，代替人对室外高压设备进行巡测，以便及时发现电力设备的内部热缺陷、外部机械或电器问题如物损伤、发热、漏油等等，给运行人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。

一、现有仓储安防巡视存在的问题

现有巡检机器人费用高昂，且为变电站研发，并不完全适用于解决仓储现有问题。随着物联网技术的大力推广，大多企业对仓储管理提出了更高的要求，在安全的極端重要性前提下，如何提高仓储巡视效率，消除安防监控缺陷，仍是待解决的技术问题。现有对仓储安防巡视方式是通过人工定期巡视的方式，该方式存在以下问题：一是因巡视频次高，人工巡视成本高昂;二是因库区面积大，死角较多，部分死角人工难以探测，人工巡视难度大;三是人工巡视记录难以痕迹化，巡视具体情况无法准确记录，人工巡视的可追溯性差。

二、电力仓储多功能安防探测机器人的技术方案

一种电力仓储多功能安防探测机器人，包括机身、安装在机身上的引导单元和控制单元;所述引导单元，用于采集仓库环境数据，形成3D激光点云数据;在机器人按照设定路径在仓库内进行巡航时，检测仓库内障碍物与机器人机身的距离以及仓库内人体辐射的红外信号，录制机器人运行过程中的影像数据;

控制单元用于获取引导单元得到的3D激光点云数据，建立巡视仓库环境的模型，在巡视仓库环境的模型中设定机器人的运动路径;接收引导单元传输的仓库内障碍物与机器人机身的距离，判断是否需要避障;接收引导单元传输的红外信号，判断是否是人体入侵到仓库内，若有，则给用户的智能终端发送报警信息;获取引导单元得到的影像数据并对其进行分析，判断仓库内是否发生安全隐患，若发生，则给用户的智能终端发送报警信息。

避障模块包括红外避障传感器，用于检测仓库内障碍物与机器人机身的距离，并传输给控制单元;所述探测模块包括红外探测传感器和信号处理电路，红外探测传感器检测人体辐射的红外信号，当检测到红外信号变化时，将其转化为电信号，电信号经过信号处理电路处理后，传送给控制单元。

控制单元包括主控模块和通信模块;所述主控模块连接避障模块、探测模块、安全监控模块、定位导航模块和通信模块，获取定位导航模块得到的3D激光点云数据，建立巡视仓库环境的模型，在巡视仓库环境的模型中设定机器人的运动路径;接收避障模块检测的仓库内障碍物与机器人机身的距离，判断障碍物与机器人机身的距离是否小于设定的阈值，若小于，则根据障碍物与机身之间的距离，控制机器人进行小范围的自主转向。[1]

主控模块采用单片机，所述通信模块包括与单片机连接的WiFi模块和GSM短信模块，还包括安装在机身底部的动力单元;所述动力单元包括行走机构、用于驱动行走机构的电机以及用于给机器人供电的电源模块。详细说明如图一。

三、力仓储多功能安防探测机器人的工作方法的技术方案

一种电力仓储多功能安防探测机器人的工作方法，该方法包括以下步骤：采集仓库环境数据，形成3D激光点云数据;利用3D激光点云数据，建立巡视仓库环境的模型;在巡视仓库环境的模型中设定机器人的运动路径;控制机器人按照设定的路径在仓库内运动，进行巡检。

在机器人按照设定路径在仓库内进行巡检时，检测仓库内障碍物与机器人机身的距离;判断障碍物与机器人机身的距离是否小于设定的阈值，若小于，则根据障碍物与机身之间的距离，控制机器人进行小范围的自主转向。

在机器人按照设定路径在仓库内进行巡检时，检测仓库内人体辐射的红外线，当检测到红外信号变化时，将其转化为红外电信号，对红外电信号进行滤波、放大和比较处理;根据处理后的红外电信号判断是否是人体入侵到仓库内，如果是人体入侵到仓库内，则给用户的智能终端发送报警信息。

在机器人按照设定路径在仓库内进行巡检时，实时录制运行过程中的影像数据，对影像数据进行分析，判断仓库内是否发生安全隐患，若影像中存在险情时，给用户的智能终端发送报警信息。

本公开另一方面的一种电力仓储安防探测系统的技术方案是：

一种电力仓储安防探测系统，该系统包括电力仓储安防探测机器人和远程监控终端，所述远侧监控终端与电力仓储安防探测机器人通信连接，电力仓储安防探测机器人将采集到的数据和报警信息无线传输至远程监控终端。

四、电力仓储多功能安防探测机器人的使用效果

本装置能够定时巡视、红外探测、影像实时监控，提高仓库巡视效率，可以消除库区内的安防监控盲区，成本低廉，易维护，满足了智慧化仓库建设需求;通过采用红外探测、影像实时监控、3D激光雷达定位导航、WIFI远程操控等先进技术，及定时巡视、手动巡检、红外探测、影像实时监控、实时报警等安全管控功能于一体，提升了仓库安防标准，有效降低作业人员劳动强度，减少仓库运维成本，提供仓库安全巡视的自动化和信息化水平，有效提高仓库安全隐患发现能力和自愈能力;

本装置可以根据不同库区物资存放位置有针对性的设置巡视路线，产品适用性强;能够在一定程度上代替人工巡视等安全管理工作，有效降低仓库人员巡视工作强度和安全风险，利用高清摄像头、红外热像仪等设备，实现仓库智能实时监控，对仓库日常安全风险进行全方位识别管理，对仓库存在的安全薄弱点、风险点实时监控预警，提高了仓库安全巡视作业的自动化和智能化水平，为仓库物资安全管理提供了新型的技术检测手段和安全保障。

结 语

本文介绍了一种电力仓储安防探测机器人，集定时巡视、手动巡检、红外探测、影像实时监控、实时报警等安全管控功能于一体，提升了仓库安防标准，有效降低作业人员劳动强度，减少仓库运维成本，提供仓库安全巡视的自动化和信息化水平，有效提高仓库安全隐患发现能力和自愈能力，对电力仓储安防提供有力支撑。

参考文献

[1] 李福鹏 梁国坚 杜鑫峰 陶熠昆 朱玲芬.基于图像处理技术的险情识别智能巡检机器人的研究[J].自动化与仪器仪表，2017：6.