看过《超能陆战队》的人,无不对忠心耿耿、无微不至的“守护型暖男”大白情有独钟。如今,就有这样一位大白守护着变电站的安全,守卫着人们的用电安全。
在一眼望不到边的变电站中,模样呆萌的“大白”走走停停,时而抬头仰望,时而侧耳倾听,兢兢业业地执行巡检任务,能耐特别大。
“大白”的眼睛是一台红外测温仪,能对变电站中的每个设备“体检”,看谁“发烧”,让任何隐患都无所遁形。若巡检中发现某处设备异常,“大白”后台系统就会提示报警信息,并生成分析结果。一旦确定异常存在,运维人员便上传系统“诊断”照片,配合检修人员及时处理。
“大白”——正是朗驰变电站智能巡检机器人。下面,就让我们一起来认识下这位可爱呆萌的“大白”。
▲变电站巡检机器人
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▶▶ 系统简介
变电站智能机器人巡检系统,是为适应智能化变电站及无人值守变电站发展需求,全面提高变电站自动化、智能化水平而研制开发的机器人巡检系统。
系统以机器人为核心,整合机器人技术、电力设备非接触式检测技术、人工智能技术等,对变电站设备进行全方位、全天候、全自主的检测和智能诊断,实现设备隐患的前期预警及后期设备的状态评估,保障变电站设备的安全运行。
▶▶ 系统架构
变电智能机器人巡检系统由远程集控后台、本地监控后台、通信系统、机器人室和变电站智能巡检机器人五大部分组成:
▲系统架构
▶▶ 变电站智能巡检机器人功能
变电站智能巡检机器人具备自主导航、定位、充电、巡检功能,真正实现了机器人自主行走。它应用红外热成像和高清视频双视结合技术,精确识别变电站内各类仪表读数及设备的电流、电压致热现象,及时发现设备缺陷,提高设备巡视效率,是真正实现集电力预案于一体的变电站智能巡检解决方案,系统已在国家电网、南方电网得到规模化示范应用。
▲变电站
变电站智能巡检机器人的运用,可降低运行人员工作的强度,提高巡检工作的质量,减少人工巡检的漏检隐患,提高巡检工作的效率。
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要想机器人更智能,需先赋予其感知能力。感知计算,特别是视觉以及深度学习,通常计算量比较大,对性能要求高。
就像变电站智能巡检机器人的自主导航、定位等功能,都需要感知计算。但是机器人受电池容量限制,可分配给计算的能源比较低。除此之外,由于感知算法不断发展,我们还需要不断更新机器人的感知处理器。与其它处理器相比,FPGA具有低能耗、高性能以及可编程等特性,十分适合感知计算。
同时,提高视觉图像处理的实时性和路径识别的精度,对于变电站智能巡检机器人所具备的自主导航功能来说非常关键。然而以往采用的以传统处理器作为视觉处理核心的结构,往往因为处理速度、硬件成本体积等因素大大制约了导航技术的发展。随着FPGA技术的高速发展,各种大规模的FPGA推向市场,其灵活高效、强大的计算力、高吞吐量和低延时等优点得到了广泛的应用。
▲FPGA结构
看上图FPGA架构,可见FPGA内部拥有大量逻辑单元,因此FPGA具备强大的逻辑运算能力。结合FPGA灵活可编程的特性,FPGA能够为各种复杂计算过程提供强大的算力支持。
▲变电站巡检机器人
变电站智能巡检机器人采用了英特尔® Arria® 10 FPGA技术,FPGA在处理机器人需要的很多运算,尤其是在特征提取、位置追踪、视频高速采集、机器感知、深度学习计算等方面,处理时的速度会快很多,同时还能将功耗控制在很低的水平。
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