[發明專利]一種巡檢機器人的圖像采集方法

有效

• 申請號: 202010027620.X
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111161446B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 楊克己;梁松偉;吳峰;武二永
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G07C1/20
• 分類號: G07C1/20;H04N5/232
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了，一種巡檢機器人的圖像采集方法，該方法首先巡檢機器人提取目標圖像在相機視野中的位置信息，然后以巡檢機器人幾何中心為原點，巡檢機器人的前進方向為X軸正方向，豎直向上為Z軸正方向，建立世界坐標系。獲取巡檢機器人的運動信息，最終進而確定目標圖像相對于相機視野中心的相對運動。并根據目標圖像中心坐標與相機視野中心坐標的偏移量，調整云臺相機的角度直至目標圖像中心坐標與相機視野中心坐標重合，進行目標圖像采集并保存，之后巡檢機器人繼續進行巡查作業。本發明提供的圖像采集方法確保巡檢機器人在運動過程中進行圖像采集，不需要頻繁啟停調用預置位拍攝，提高巡檢效率。

技術領域

本發明涉及巡檢設備技術領域，尤其是變電站巡檢機器人，尤其涉及一種巡檢機器人的圖像采集方法。

背景技術

我國電網的發展給我國的經濟發展提供了強有力的電力保障，變電站的運行等級越來越高，對安全運行環境的要求也越來越嚴格，變電站作為電網中的核心樞紐，即使是一次小小的安全事故也會對經濟發展造成不可彌補的損失。要保證變電站正常運行，就需要對變電站設備進行定期巡檢工作，如何提高巡檢工作的效率就是非常具有研究意義的課題。

現有發展起來的巡檢機器人在巡檢設備示數采集方面采用云臺預置位模式，巡檢機器人按照規劃好的路線，前往指定地點停止，調用云臺預置位拍攝設備圖像，然后上傳至云端服務器進行設備狀態分析工作。主要存在以下幾個問題：1、巡檢機器人需要頻繁啟停，巡檢時間過長，巡檢效率低下；2、預置位模式采集圖像質量無法保證，受機器人定位精度、外部干擾等因素影響，如機器人實際定位與目標定位存在偏差導致鏡頭偏移無法采集目標圖像、天氣變化使光線不均勻導致采集照片不清晰，原有預置位拍攝角度無法獲取清晰圖像等；3、預置位需要專業人員進行設置，無法保證每個預置位的設置質量。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的不足，提出一種云臺圖像采集方法，保障巡檢機器人巡檢過程中圖像采集的質量，提高巡檢效率。在巡檢機器人移動過程中自動尋找目標對象，自動調節拍攝角度，并對圖像采集質量進行評估，確保巡檢機器人高質量成像，高效率作業。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種巡檢機器人的圖像采集方法，包括以下步驟：

(1)巡檢機器人進行巡查作業，機器人上的云臺掃查周圍環境；并判斷相機視野中是否包含目標圖像，若相機視野中包含目標圖像，在巡檢機器人進行巡查作業的同時，提取目標圖像在相機視野中的位置信息，具體包括框選目標圖像的長方形邊框四個頂點的坐標以及目標圖像中心坐標，實時計算目標圖像中心坐標與相機視野中心坐標偏移量；若相機視野中未包含目標圖像，繼續進行巡查作業。

(2)以巡檢機器人幾何中心為原點，巡檢機器人的前進方向為X軸正方向，豎直向上為Z軸正方向，建立世界坐標系。獲取巡檢機器人的運動信息，包括世界坐標系下的巡檢機器人水平X軸方向的運動速度與繞Z軸的旋轉速度，計算相機相對于機器人在世界坐標系下的位置位姿坐標，確定目標圖像相對于相機視野中心的平移與旋轉方式，最終進而確定目標圖像相對于相機視野中心的相對運動。

(4)在巡檢機器人進行巡查作業的同時，根據實時計算的目標圖像中心坐標與相機視野中心坐標的偏移量與確定的目標圖像相對于相機視野中心的相對運動，巡檢機器人實時向云臺電機發送控制指令，調整云臺相機的角度直至目標圖像中心坐標與相機視野中心坐標重合，進行目標圖像采集；

(5)根據采集的目標圖像，使用MSCN方法提取目標圖像中的NSS特征，然后進行圖像質量評價，選擇圖像質量評分最低的圖像進行保存，之后巡檢機器人繼續進行巡查作業。

進一步地，所述目標圖像主要包含電位開關、表計、油位等。