Запечатлевая движение,
Создавая истории

Недавно исследовательская группа из Института автоматизации Китайской академии наук опубликовала статью под названием "Автономная посадка гибридного робота на линейку электропередач на основе зрения" в журнале, индексируемом SCI, IEEE Transactions On Instrumentation and Measurement.

IEEE Xplore

Авторы предложили комплексное решение для автономной посадки гибридного робота на линию электропередач. Они разработали метод обнаружения многомасштабных линий электропередач, описали подход для оценки глубины точки посадки и создали пространственно-временной словарь для отслеживания целевых линий электропередач. Вдобавок, они представили стратегии посадки и методы управления для достижения стабильной автономной посадки. В конце концов, эффективность алгоритмов обнаружения линий электропередач и оценки глубины была подтверждена экспериментами с гибридным роботом.

1. Фон исследования

В последние годы для автоматизированных инспекций линии электропередач использовались различные типы инспекционных роботов. Гибридные роботы, объединяющие преимущества ползучих и летящих роботов, демонстрируют большой потенциал в области обнаружения линий электропередач. Однако приземление гибридного робота на целевую линию электропередачи представляет собой сложную задачу, требующую надежного обнаружения и отслеживания линий электропередач. Разработка метода детекции линий электропередачи с использованием многомасштабного анализа стала актуальной необходимостью.

2. Экспериментальный процесс

Авторы использовали роботизированную платформу, разработанную в данной статье, для проведения следующих оценок: во-первых, они оценили точность измерения глубины в условиях системы захвата движения; затем они проверили надежность и эффективность предложенных алгоритмов отслеживания и стратегий посадки; наконец, они провели два сравнительных эксперимента, чтобы продемонстрировать превосходство методов, представленных в этой статье.

Авторы использовали роботизированную платформу, разработанную в данной статье, для следующих оценок: во-первых, они оценили точность измерения глубины в системе захвата движения NOKOV; затем они проверили надежность и эффективность предлагаемых алгоритмов отслеживания и стратегий приземления; наконец, они провели два сравнительных эксперимента для демонстрации превосходства методов, представленных в этой статье.

1.1 Тест точности оценки глубины

Относительная высота между линией электропередачи и камерой, измеренная алгоритмом и системой захвата движения.

Ошибка алгоритма на различных глубинах

1.2 Тестирование отслеживания

Эксперименты показали, что несмотря на нерегулярные изменения количества линий, целевая линия все же отслеживалась эффективно. Когда боковая скорость в автоматическом режиме оставалась ниже максимальной скорости во время экспериментов по отслеживанию, предлагаемый в данной статье метод отслеживания соответствовал требованиям практических задач посадки.

1.3 Тест на сброс линии

Исследовательская группа проверила предложенный алгоритм извлечения линий электропередач и стратегию посадки робота. Несмотря на постоянные изменения масштаба линий передачи, целевая линия все равно была успешно обнаружена и отслеживалась, в то время как наклонные линии в основном фильтровались в бинарных изображениях. Эксперименты продемонстрировали, что предлагаемое в данной статье решение для автономного сброса линий эффективно.

1.4 Сравнительные эксперименты

1) Сравнение Производительности:

Рисунок 2 показывает количественные результаты. Можно наблюдать, что алгоритм, предложенный в этой статье, превосходит другие методы по точности.

Сравнение точности и скорости обработки различных методов обнаружения

2) Сравнение производительности инспекции:

Из Таблицы 2 видно, что при приземлении с высоты 1 метра над линией электропередачи и на расстоянии 0,2 метра от стороны линии, гибридный робот, разработанный в данной работе, достиг меньшего среднего времени приземления. Кроме того, робот, разработанный в этой работе, может различать линии электропередачи с похожими характеристиками и отслеживать целевую линию, что делает его более стабильным и практичным в реальных сетях электропередач.

Сравнение производительности инспекции на различных роботизированных платформах

3. Заключения по эксперименту

В данной статье представлено комплексное решение для автономного сброса линии, которое позволяет гибридному роботу приземляться на проводах электропередач. В отличие от традиционных алгоритмов обнаружения проводов, метод, используемый в этой статье, способен обнаруживать провода различных масштабов и рассчитывать точку приземления относительно позиции робота. Точность оценки глубины оценивается с помощью системы захвата движения, что соответствует требованиям задач приземления. Кроме того, авторы предлагают создать два словаря для отслеживания целевых проводов. В серии полевых экспериментов демонстрируется эффективность метода отслеживания и стратегии приземления. Исследование, представленное в этой статье, показывает, что робот может различать провода с аналогичными характеристиками и успешно приземляться на целевой провод. В будущем авторы планируют изучить пути сокращения времени приземления и повышения надежности системы в условиях сильного ветра.

Библиография:

Z. Li и др., "Автономная посадка гибридного робота на воздушную линию на основе визуального восприятия," в IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, т. 72, с. 1-11, 2023, арт. номер 3501711.