[發明專利]變電站智能巡檢機器人

在審

• 申請號: 202011483160.8
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112462789A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 廖逍;李毅靖;謝國榮;謝石木林;張翔;劉迪;謝可;肖新華;陳小鋒;顏巧玲;邱鎮;李文璞;白景坡;曾令康;黃江升;鐘育慶;粘為帆;林巧玲;孫振升;劉旭杰;蔡偉洲;廖應霞
• 申請（專利權）人: 國網信息通信產業集團有限公司;國網信通億力科技有限責任公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 溫州聯贏知識產權代理事務所(普通合伙) 33361
• 代理人: 吳嬌

本發明公開了變電站智能巡檢機器人，包括圖像采集模塊、模型識別模塊、上位機通訊模塊；所述圖像采集模塊包括針對導航路徑局部單獨設置的激光掃描裝置和RGB?D傳感器。本發明中，利用圖像處理技術的特征提取，并通過人工先驗知識對特征進行定義，建立針對障礙物識別特征庫模型，并對常見障礙物的物理屬性進行分析，如尺寸、形狀、顏色、紋理，從而獲取采集信息，再通過BP神經網絡模型實現分類匹配，使得機器人本身的越障能力、本身幾何特性，對目標的可跨越性進行判定，最終實現對部分障礙物的容忍，如對雜草、小塊碎石的跨越，提升機器人對障礙物的敏感程度，做到各種運動速度條件下的靈活避障。

技術領域

本發明涉及變電站智能巡檢機器人技術領域，尤其涉及變電站智能巡檢機器人。

背景技術

在機器人運行穩定性方面，通過對目前行業內主要產品的調研發現，變電站巡檢機器人系統均存在由于定位精度差導致巡視圖像采集精度差、偏離巡視路徑無法復歸甚至導致本體傾覆、無法有效識別巡視道路上障礙物導致本體結構損壞等情況。部分機器人雖然配置了足夠的安全保護措施，但由于無法判定異物類型、通過性及大小、不具備繞障功能，需要重新規劃路徑、舍近求遠的選擇復雜路徑進行巡視作業，在有限續航時間內極大降低了巡檢效率。在已有變電站巡檢機器人的實際應用中，配置了專門針對障礙物檢測的各類傳感器(如超聲波雷達、激光測距雷達等)，但是現有手段僅能夠實現對障礙物有無的檢測，不能實現對障礙物的幾何特征、顏色及紋理特征進行有效獲取，更不能實現對障礙物進行繞障或跨越可行性的判斷，降低了變電站智能巡檢機器人的靈活性。

發明內容

本發明的目的在于：為了解決機器人靈活性差的問題，而提出的變電站智能巡檢機器人。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

變電站智能巡檢機器人，包括圖像采集模塊、模型識別模塊、上位機通訊模塊；

所述圖像采集模塊包括針對導航路徑局部單獨設置的激光掃描裝置和RGB-D傳感器；

所述模型識別模塊包括用于自主避障及饒障功能的高性能視覺成像模組和增強成像識別的高照度光源；

所述上位機通訊模塊包括用于對深度圖像的稠密點云數據進行處理的GPU和信號傳送的天線。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述激光掃描裝置采用OTSU最大類間方差法通過選取一個閾值使得背景和前景之間的灰度值方差差異最大化，從深度圖像中提取前景區域，OTSU算法會把部分道路錯誤劃分為前景部分，針對此問題利用U-V視差法區分道路和障礙物，將平面問題轉換成直線從而準確獲取障礙物具體的坐標信息。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述RGB-D傳感器獲得深度圖像后，使用均值濾波算法處理從傳感器中獲取的深度信息，未經算法處理的深度圖像中的缺失的部分可以通過使用平均灰度值來表示，圖像中的離散點點經過均值濾波算法處理后可得到改善，消除噪聲后，用最大類間方差法選取一個最佳閾值將背景剔除，將背景的部分顏色全部設置成黑色，對前景部分進行提取，最后采用U-V視差法，標記障礙物的形狀。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述高性能視覺成像模組內部包括BP神經網絡，圖像采集模塊將采集信息傳輸到BP神經網絡，BP神經網絡對采集障礙物信息與機器人動作指令進行匹配，完成障礙物檢測信號與機器人動作指令的一對一響應機制。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述模型識別模塊將原始圖像、識別結果以及判斷結果通過網絡通信協議上傳至GPU進行記錄與存儲。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：