[發明專利]紡織車間智能抄表機器人

有效

• 申請號: 201410713232.1
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104463160B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 丁祥;楊小樂;翁凌;龍松華;華林;李小兵
• 申請（專利權）人: 泰州市宏祥動力機械有限公司
• 主分類號: G06K9/36
• 分類號: G06K9/36;G06T5/00;G05B19/042
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 龔燮英

1.一種紡織車間智能抄表機器人，所述機器人包括無線收發接口、定位設備、機器人驅動設備、智能抄表設備和單片機，所述無線收發接口與所述定位設備連接以無線發送所述定位設備實時確定的機器人當前位置，還與所述機器人驅動設備連接以基于無線接收的驅動控制信號控制所述機器人驅動設備，所述機器人驅動設備用于根據所述驅動控制信號驅動所述機器人到抄表位置，所述智能抄表設備用于采集、識別所述抄表位置處的紡織車間儀表的當前讀數，所述單片機與所述無線收發接口和所述智能抄表設備分別連接，用于將所述當前讀數轉發給所述無線收發接口以進行無線發送；

其特征在于，所述機器人還包括：

USB通信接口，用于插入外部U盤，接收所述外部U盤內置的各種紡織車間儀表的圖像模板，每一種紡織車間儀表的圖像模板包括對應類型儀表的圖像輪廓、最大值位置、零值位置和指針形狀；

存儲設備，與所述USB通信接口連接，以接收所述各種紡織車間儀表的圖像模板，還用于存儲儀表上限灰度閾值、儀表下限灰度閾值、預定溫度范圍和預定濕度范圍，所述儀表上限灰度閾值和所述儀表下限灰度閾值用于將圖像中的紡織車間儀表和背景分離；

溫濕度檢測設備，包括溫度檢測器和濕度檢測器，用于分別檢測所述機器人當前位置的實時溫度和實時濕度；

所述機器人驅動設備包括電機驅動器、直流電機和兩個驅動輪，所述電機驅動器與所述無線收發接口連接以接收所述驅動控制信號并將所述驅動控制信號轉換為電機驅動信號，所述直流電機與所述電機驅動器和所述兩個驅動輪分別連接，用于在所述電機驅動信號的控制下運轉，為所述兩個驅動輪提供驅動動力；

所述智能抄表設備包括圖像采集器和圖像處理器，所述圖像采集器用于采集所述抄表位置處的紡織車間儀表的儀表圖像，所述圖像處理器與所述圖像采集器和所述存儲設備分別連接，用于基于所述儀表圖像識別所述抄表位置處的紡織車間儀表的當前讀數；

所述圖像處理器包括對比度增強單元、灰度處理單元、自適應遞歸濾波單元、儀表圖像分割單元、儀表類型匹配單元和儀表讀數識別單元，所述對比度增強單元與所述圖像采集器連接，以對所述儀表圖像執行對比度增強處理，輸出增強圖像，所述灰度處理單元與所述對比度增強單元連接，以對所述增強圖像執行灰度化處理，輸出灰度圖像，所述自適應遞歸濾波單元與所述灰度處理單元連接，以對所述灰度圖像執行自適應遞歸濾波，輸出濾波圖像，所述儀表圖像分割單元與所述自適應遞歸濾波單元和所述存儲設備分別連接，以將濾波圖像中灰度值在所述儀表上限灰度閾值和所述儀表下限灰度閾值之間的像素識別并組成儀表子圖像，所述儀表類型匹配單元與所述儀表圖像分割單元和所述存儲設備分別連接，在所述存儲設備所存儲的各種紡織車間儀表的圖像模板中尋找與所述儀表子圖像匹配的目標儀表圖像模板，所述儀表讀數識別單元與所述儀表類型匹配單元和所述儀表圖像分割單元分別連接，基于所述目標儀表圖像模板和所述儀表子圖像確定并輸出當前讀數；

所述單片機的型號為PIC16F946，與所述存儲設備、所述溫濕度檢測設備和所述圖像處理器分別連接，在所述實時溫度超出所述預定溫度范圍時，發出溫度過限報警信號，在所述實時濕度超出所述預定濕度范圍時，發出濕度過限報警信號，并接收所述當前讀數以轉發給所述無線收發接口；

其中，所述兩個驅動輪為所述機器人的兩個后輪，所述機器人還包括兩個前輪，所述兩個前輪為兩個萬向輪，所述對比度增強單元、所述灰度處理單元、所述自適應遞歸濾波單元、所述儀表圖像分割單元、所述儀表類型匹配單元和所述儀表讀數識別單元分別采用獨立的FPGA器件來實現，所述無線收發接口將所述機器人當前位置和所述當前讀數無線發送給遠端的紡織車間管理平臺，并從所述紡織車間管理平臺處無線接收所述驅動控制信號；

其中，所述基于所述目標儀表圖像模板和所述儀表子圖像確定并輸出當前讀數包括，根據所述目標儀表圖像模板中的指針形狀在所述儀表子圖像中尋找指針在所述儀表子圖像中表盤的位置，并基于所述目標儀表圖像模板和所述儀表子圖像的對應關系將所述指針在所述儀表子圖像中表盤的位置映射到所述指針在所述目標儀表圖像模板中表盤的位置，并基于所述指針在所述目標儀表圖像模板中表盤的位置、所述目標儀表圖像模板中的最大值位置和所述目標儀表圖像模板中的零值位置確定所述當前讀數；

用戶輸入設備，用于根據用戶的操作，輸入所述預定溫度范圍和所述預定濕度范圍，所述用戶輸入設備還與所述存儲設備連接以將所述預定溫度范圍和所述預定濕度范圍輸入到所述存儲設備；

靜電檢測儀，用于實時檢測紡織車間內的紡織設備的靜電數值，所述靜電檢測儀還與所述無線收發接口連接以無線發送所述靜電數值。