变电站在电力系统中负担有电压和电流变换、电能接收和分派的重要功能,是整个电力系统中必不可少的一部分。现阶段,我国变电站的运维工作主要还是通过值班人员定期巡查维护,相关的工作效率、人员安全方面存在着诸多问题。因此随着机器人技术的发展,电网方面开始逐步用变电站巡检机器人取代部分人工工作来解决上述问题。高压开关柜作为变电站中非常重要的设备,变电站巡检机器人会对其进行状态识别和放电检测,但是开关柜开合闸操作时仍然需要人工操作,这不但加大了工作负担,也容易发生安全事故。故本文研发了一套基于机器视觉的智能巡检操作机器人系统,在原有巡检机器人对变电站进行巡视监测的功能基础上增加了高压开关柜操作功能,进一步提升变电站的自动化程度。在智能巡检操作机器人设计方面:操作机器人本体通过激光传感器进行导航定位,携带有可见光摄像机、红外热像仪、和超声波传感器等采集数据,另外装配机械臂通过视觉伺服对相关设备进行高精度自动操作。软件控制系统采用B/S架构,用户通过浏览器可直接控制操作机器人并下发任务。控制平台会对机器人采集得到的数据进行存储和处理分析,以可视化形式展示出来。通信系统以无线加有线方式组合而成,数据通信协议根据数据类型进行选择。操作机器人既可以在现场让工作人员遥控进行操作巡检,也可以在控制中心由员工下发命令进行全自动巡检。本文的主要创新点在于结合了传统电力移动巡检机器人和多自由度机械臂各自的优点,设计了功能更加全面的智能巡检操作机器人系统。智能巡检操作机器人首先通过颜色属性和HSV颜色特征,检测高压开关柜的状态指示灯,该方法在做到准确识别的同时有效避免了图像中光照、角度等干扰,在机器人进行现场实施时也无需耗费时间进行训练。当状态指示灯显示手车式断路器可操作时,智能巡检操作机器人控制搭载的机械臂手眼伺服系统,通过图像特征分步补偿移动机器人的定位误差,使机械臂末端操作单元与操作对象处于理想相对位置,随后控制机械臂按固定路径移动将操作单元插入操作孔从而执行对应操作,该方法通过分步补偿和试探性运动,大大缩减了计算量,且控制精度也很好地满足了任务需求。基于机器视觉的智能巡检操作机器人系统相对于单一巡检功能的机器人,更进一步地提高了变电站的智能化程度和自动化水平,其在变电站的推广应用也具有更高的安全效益、经济效益和社会效益。