[發明專利]一種變電站巡視機器人自主識別方法和一種巡視機器人

在審

• 申請號: 201710195995.5
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107081765A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 劉達偉;喬亞興;謝婧;孔凡群;李世龍;徐澤禹
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J5/00;B25J9/16;B25J19/02
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙)31241
• 代理人: 章蔚強

技術領域

本發明涉及用于電力安全領域的一種變電站巡視機器人自主識別方法和一種巡視機器人。

背景技術

長期以來，變電站一直采用24小時有人值班的工作方式。隨著調度綜合自動化改造的實現，許多變電站已成為無人值守站，變電站配變電設備的調度管理全部集中到調度中心。原來由生產現場工作人員直接執行的設備運行狀態監控職能，通過變電站的遙測、遙信、遙調和遙控系統實現。然而，隨著電力事業的飛速發展，對變電站內設備的監控己不僅僅滿足于“四遙”功能中所涉及的數字式和簡單圖像化的監控。人們越來越迫切希望能夠通過視頻和圖像實現對變電站內設備的信息進行自主識別，以及實現無人值班環境下的安全防衛。

目前，已有的巡檢機器人系統是對“四遙”的進一步補充和完善，它的視頻監控系統能夠支持相關人員及時直觀了解變電站現場的情況，為控制中心操作人員提供變電站現場圖像，并對關鍵部位進行報警檢查。但是由于傳送回后臺監控設備的視頻和圖片仍需要大量的人力進行識別和提取，增加了運行費用，并且存在盲點和人為失誤的可能性，且會受到網絡通信帶寬的限制，制約了遠程機器人巡檢平臺的推廣應用。為了解決當前變電巡視中的自主識別短板問題，保證變電站設備的安全可靠運行，更快地推進變電站無人值守的進程，實現智能移動機器人完成電站設備信息的自主提取與識別，是技術人員的主要目標。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種變電站巡視機器人自主識別方法和一種巡視機器人，它無需人工對巡視機器人拍攝的圖像進行提取和分析，能夠實現巡視機器人對于LED數字顯示屏數字以及顯示燈顯色的自主識別。

實現上述目的的一種技術方案是：一種變電站巡視機器人自主識別方法，包括LED顯示屏數字識別方法和顯示燈顏色識別方法；

所述LED顯示屏數字識別方法包括如下步驟：

步驟A1，圖像、視頻信號采集步驟，通過變電站巡視機器人獲得LED顯示屏圖像信號；

步驟A2，圖像預處理步驟，對圖像信號進行增強處理；

步驟A3，儀表區域定位與分隔步驟，對增強后的圖像信號內的儀表區域進行選取；

步驟A4，數字字符識別步驟，對選取的儀表區域內的數字進行識別；

步驟A5，數字識別結果輸出步驟，對已識別的數字進行信號輸出；

所述顯示燈顏色識別方法包括如下步驟：

步驟B1，圖形采集步驟，通過變電站巡視機器人獲得顯示燈圖形信號；

步驟B2，圖形預處理步驟，對圖形信號進行增強處理；

步驟B3，顯示燈定位步驟，在圖形中定位并標記目標顯示燈相應位置；

步驟B4，顏色識別步驟，對已定位的目標顯示燈進行顏色識別；

步驟B5，顯示燈顏色識別結果輸出步驟，對已識別顏色的顯示燈進行信號輸出。

進一步的，所述步驟A2，圖像預處理步驟，和所述步驟B2，圖形預處理步驟，采用中值濾波法對獲取到的圖像和圖形進行降噪處理。

進一步的，所述步驟A3，儀表區域定位與分隔步驟，先采用Otsu算法對圖像進行二值化，將圖像劃分為前景和背景，再采用水平豎直方向投影法，確定LED顯示屏數字具體位置。

進一步的，所述步驟A4，數字字符識別步驟，采用模板匹配法對數字進行識別。

進一步的，所述步驟B3，顯示燈定位步驟，需要事先對顯示燈進行特征設定，顯示燈的特征包括顯示燈底板灰度值、顯示燈形狀，并存入訓練集；然后對處理后的圖像進行搜索，采用邊緣跟蹤法圈定目標顯示燈。

進一步的，所述步驟B4，顏色識別步驟，先將圈定的目標顯示燈的顏色轉變成標準RGB，接下來從被保留的目標像素中偵測到顯示燈邊緣，最后通過霍夫變化的方式將一個顯示燈的形狀信號呈現以便輸出。

一種巡視機器人，其結構為自下而上依次連接的移動小車底座、抬升裝置、旋轉裝置、伸縮手臂和監測裝置，所述監測裝置包括高清攝像機。

進一步的，所述監測裝置還包括紅外傳感器、局放檢測儀、溫度傳感器、濕度傳感器和氣壓傳感器。

更進一步的，所述巡視機器人和變電站報警系統無線連接。