Page 23 - 电力与能源2022年第三期

第 43 卷第 3 期 电力与能源
2022 年 6 月 2 3
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DOI : 10.11973 / dl y n y 202203005
电网技术

复合雷达传感在电缆隧道四足机器人避障中的应用

陈艳羚, 徐 治, 周 宏, 王骁迪, 王 承, 何 磊

( 国网上海市电力公司电缆分公司, 上海 200072 )

摘 要: 电缆隧道中环境复杂, 使用人工巡检往往效率低, 因此采用机器人代替人工巡检是隧道巡检自动化
研究的热点。由于电缆隧道里程数长、 障碍物多, 为确保电缆隧道的安全性, 将四足机器人搭载复合雷达传
感可避免发生碰撞事故, 实现四足机器人的自动巡检。
关键词: 复合雷达传感; 电缆隧道; 巡检自动化
作者简介: 陈艳羚 ( 1992- ), 女, 硕士, 工程师, 主要从事高压电缆隧道运维工作。
中图分类号: TM75 文献标志码: A 文章编号: 2095-1256 ( 2022 ) 03-0213-03
A pp licationofCom p ositeRadarSensin g inCableTunnelQ uadru p edRobot

,
,
,
CHEN Yanlin g XUZhi , ZHOU Hon g WANGXiaodi , WANGChen g HELei
( StateGridCableBranchCom p an y , SMEPC , Shan g hai200072 , China )
Abstract : Inthecom p lexenvironmentofcabletunnel , theuseofmanualins p ectionisofteninefficient , sou-
sin g robotsinre p laceofmanualins p ectionisaresearchhots p otoftunnelins p ectionautomation.Becausethe
cabletunnelhaslon gmilea g eandman y obstacles , inordertoensurethesafet y ofthecabletunnel , the q uadru-
p edrobotise q ui pp edwithcom p ositeradarsensortoavoidcollisionaccidentsandrealizetheautomaticins p ec-
tionb y the q uadru p edrobot.
Ke ywords : com p ositeradarsensin g , cabletunnel , ins p ectionautomation

近年来, 随着我国对电力电缆基础设施的不 等环境因素的影响, 具有很高的稳定性。毫米波雷
断投入, 电缆隧道的长度也在不断增加。电缆隧 达传感器也可以在完全黑暗或阳光直射下工作, 相
道的工况复杂、 总里程长、 分布点多、 巡检周期短, 较于红外传感器、 摄像头图像识别, 可直接安装在
大大增加了人工巡检的难度。机器人巡检通常采 无外透镜、 通风口或传感器表面的塑料外壳上。另
用人工控制的方式, 若失去人工控制, 其自主避障 外毫米波雷达传感器的体积小、 重量轻, 仅仅微型
的准确性则变得尤为重要。若采用单一传感器, 激光测距仪的三分之一。然而, 毫米波雷达传感器
四足机器人无法在电缆隧道中实现良好的定位、 存在测量量程较短、 测量精准度较低等缺点。
建图和自主巡检功能, 而采用复合雷达传感系统 激光雷达具有较高的分辨率, 可以获得周围
则可以实现不同传感器的优势互补, 使得四足机 障碍物的清晰图像。此外鉴于激光雷达直线传播
器人的定位更加精准, 面对电缆隧道中的复杂工 的特性, 其抗干扰性极强。然而, 电缆隧道中工况
况也能安全自主地运行。 复杂, 激光雷达在雾、 烟等环境中的衰减急剧加
大, 传播距离受到很大的影响。此外激光雷达还
1 各个雷达传感器的特点
会比较容易受到自然光或是热辐射的影响, 相较
目前在避障方面常采用以下几种方式: 毫米 于毫米波雷达, 在自然光比较强烈或在辐射区域
波雷达、 激光雷达、 超声波雷达、 图像识别等, 而每 的时候, 激光雷达会被削弱很多。

种雷达均有其各自的优缺点。 超声波雷达也是目前主流的 测 距 传 感 器 之
毫米波雷达传感器可以精准测量其视野范围 一。超声波雷达的能量消耗比较缓慢, 在介质中
内与物体的距离以及与任何障碍物的相对速度, 同 传播的距离比较远且具有较强的穿透性。超声波
时相较于其他雷达, 它具有不受雨、 烟、 尘、 雾或霜 雷达也有其缺陷, 超声波的传输速度会受到环境、