[發明專利]一種變電站巡檢目標的精確定位方法和系統

在審

• 申請號: 201510080758.5
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104615147A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 張浩杰;蘇波;宋海平;趙博;盧國軒;陶進
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種變電站巡檢目標的精確定位方法，其特征在于，所述方法包括：

確定巡檢目標，巡檢機器人到達巡檢目標處；

根據任務載荷采集圖像，調整云臺位置；其中，所述圖像包括可見光圖像和紅外圖像；

計算巡檢目標中心在采樣圖像中心的偏移量，并根據所述偏移量及攝像機焦距微調云臺位置，獲取清晰的目標圖像。

2.如權利要求1所述的變電站巡檢目標的精確定位方法，其特征在于，所述確定巡檢目標，巡檢機器人到達巡檢目標處包括：

利用工控機運行自主導航系統，通過輪速碼盤定位機器人平臺的位置及航向，采用蒙特卡洛精確定位算法，根據激光傳感器的數據進行定位。

3.如權利要求1所述的變電站巡檢目標的精確定位方法，其特征在于，所述調整云臺位置包括：

當機器人平臺到達所述巡檢目標處后，通過RFID解讀器讀取預先設定并存儲在RFID標簽中的云臺運動指令調整云臺。

4.如權利要求1所述的變電站巡檢目標的精確定位方法，其特征在于，所述利用任務載荷獲取采樣圖像包括：

利用優化分類器提取巡檢目標的Haar-like特征，記錄采樣圖像中巡檢目標的位置和大小(x,y,φ)，其中，(x,y)為巡檢目標相對于采樣圖像中心的笛卡爾坐標系值，φ為目標大??；

計算巡檢目標中心在采樣圖像中心的偏移量：

(x₀,y₀)＝(x-W/2,y-H/2)

式中，W和H分別為采樣圖像的寬度和長度。

5.如權利要求4所述的變電站巡檢目標的精確定位方法，其特征在于，包括：根據巡檢目標中心在采集圖像中的偏移量(x₀,y₀)，微調云臺的水平轉動角度θ_x，垂直轉動角度θ_y，以及攝像機焦距f；

所述云臺在垂直方向的轉角參數θ_y按下式計算：

than(θ_y)＝(A,y_l)/(A,O)?

其中，(A，O)為攝像機焦距f，(A，y_l)為目標距離CCD靶面中心Y方向的距離，與巡檢目標在圖像的位置一一對應：

y_l/h＝y₀/H

其中，h為CCD靶面高度，H為采樣圖像高度，因此

than(θ_y)＝y₀×h/(H×f)；

所述云臺在水平方向的轉角參數θ_x按下式計算：

than(θ_x)＝x₀×h/(H×f)

式中，h為CCD靶面高度，H為采樣圖像高度，f為攝像機焦距。

6.如權利要求4所述的變電站巡檢目標的精確定位方法，其特征在于，當巡檢目標大小φ小于采樣圖像中的巡檢目標大小Φ時，將采樣圖像中的巡檢目標放大，其放大倍數為：

φ/Φ＝f/F

其中，F為期望焦距，f為當前攝像機焦距，攝像機放大倍數zoom按下式計算：

zoom＝f×Φ/(φ×4.7)

根據云臺偏移量和攝像機放大倍數zoom微調云臺，將識別的巡檢目標移動到采樣圖像中心，以達到最佳的觀測位置。

7.一種變電站巡檢目標的精確定位系統，其特征在于，所述系統包括：

機器人平臺，用于巡檢變電站；

工控機，用于運行自主導航系統；

云臺，用于調整任務載荷方位；

任務載荷，用于獲取檢測目標；

所述任務載荷安裝于云臺中，所述云臺和所述工控機安裝于機器人平臺上。

8.如權利要求7所述的變電站巡檢目標的精確定位系統，其特征在于，所述機器人平臺包括激光傳感器和RFID解讀器；其中，

所述激光傳感器用于探測環境中物體與機器人之間的距離；

所述RFID解讀器用于讀取環境中粘貼的RFID標簽，以獲取存儲的云臺運動指令。