一种配网带电作业机器人的视觉系统技术方案

本发明专利技术涉及机器人技术领域，且公开了一种配网带电作业机器人的视觉系统，包括照明光源、继电器、摄像机、图像采集卡、图像处理系统、控制平台；照明光源与继电器通讯连接，且继电器与控制平台通讯连接，通过继电器控制照明光源与电源连接，实现照明光源自由控制；摄像机与图像采集卡通讯连接，将图像传感器所接收到的光学图像。该配网带电作业机器人的视觉系统，机器视觉主要研究利用计算机来模拟人的视觉功能，完成得到人的视觉系统所得到的信息，采用一个或多个摄像机抓拍客观事物的实际图像，经过数字化等一系列处理提取需要的特征信息，然后加以理解并通过逻辑运算最终实现工业生产和科学研究中的检测、测量和控制功能。生产和科学研究中的检测、测量和控制功能。生产和科学研究中的检测、测量和控制功能。

A vision system of live working robot in distribution network

【技术实现步骤摘要】
一种配网带电作业机器人的视觉系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体为一种配网带电作业机器人的视觉系统。

技术介绍

[0002]带电作业是指在高压电气设备上不停电进行检修、测试的一种作业方法。电气设备在长期运行中需要经常测试、检查和维修。带电作业是避免检修停电，保证正常供电的有效措施。带电作业的内容可分为带电测试、带电检查和带电维修等几方面。带电作业的对象包括发电厂和变电所电气设备、架空输电线路、配电线路和配电设备。
[0003]机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。
[0004]为了提高带电作业中安全性，因此通过机器人代替人工进行带电作业，而为了方便对设备内情况进行查看，因此机器人上需要配备视觉系统，以方便观察设备状况，为此我们提出了一种配网带电作业机器人的视觉系统。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供了一种配网带电作业机器人的视觉系统。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：一种配网带电作业机器人的视觉系统，包括照明光源、继电器、摄像机、图像采集卡、图像处理系统、控制平台；
[0007]照明光源与继电器通讯连接，且继电器与控制平台通讯连接，通过继电器控制照明光源与电源连接，实现照明光源自由控制；
[0008]摄像机与图像采集卡通讯连接，将图像传感器所接收到的光学图像，转化为计算机所能处理的电信号，以便于图像采集卡采集；
[0009]图像采集卡与图像处理系统通讯连接，图像处理系统与控制平台通讯连接，图像采集卡的视频信号进行转存，并在图像处理系统对图像进行分析处理，并上传到控制平台进行处理；
[0010]图像处理系统由图像预处理模块和图像特征提取模块组成；
[0011]图像预处理模块，通过对原始图像进行二值化、灰度化、去噪、变换、增强预处理，获得成像质量符合后续处理要求的图像；
[0012]图像特征提取模块，图像特征直观上表现为一维数字向量，向量中的数字组合可以描述图片的内容，经过统计学及几何学分析，针对识别对象的特点，选择提取可以尽量完整表达识别对象内在的特征的描述算子，从而得到图像的特种向量。
[0013]优选的，所述图像预处理模块采用活动轮廓技术，即根据图像域的曲线或者曲面处的特点，形成外力牵引内力调整的活动模型，根据最小化能量函数计算判断是否符合设计要求，若达到要求即找到边界。
[0014]优选的，所述图像特征提取模块采用HOG技术，对物体的特征检测，通过计算图像
局部区域的梯度大小和方向信息，统计后构成特征向量。
[0015]优选的，所述图像特征提取模块截取灰度图片进行HOG特征提取、灰度共生矩阵特征提取以及颜色直方图提取，得到的三个主要特征向量为后续分类工作做准备。
[0016]优选的，所述图像采集卡应与控制平台完全兼容，且数据流量能够满足图像信号传输的基本要求。
[0017]优选的，所述摄像机配备有光学镜头，摄像机选择光学镜头保证清晰成像同时获得正常视频信号。
[0018]优选的，所述照明光源选用半衰期要长，且在半衰期内，光谱稳定，亮度衰减小，信噪比高，抗干扰能力强，光源的工作温度要低类型。
[0019]优选的，所述摄像机选用线扫描摄像机，线扫描摄像机运动平稳，速度跟踪精度高，光源强度要求高，适用动态目标连续无遗漏的高分辨率高精度检测。
[0020]与现有技术对比，本专利技术具备以下有益效果：
[0021]该配网带电作业机器人的视觉系统，机器视觉主要研究利用计算机来模拟人的视觉功能，完成得到人的视觉系统所得到的信息，采用一个或多个摄像机抓拍客观事物的实际图像，经过数字化等一系列处理提取需要的特征信息，然后加以理解并通过逻辑运算最终实现工业生产和科学研究中的检测、测量和控制功能；
[0022]利用光源以合适的方式将光线投射到被测目标上，可能地突出拍摄目标的特征量部分，使需要检测的部分与那些不重要部分之间应尽可能地产生明显的区别，增加足够的对比度；同时还应保证足够的整体亮度、强度等提高输入数据的质量。
[0023]在视觉系统里，图像是基本的数据结构，当采集到理想的图像以后我们经过一系列处理，可得到我们想要的结果，并从中分析出我们需要得到的东西；
[0024]通过光学摄像机等传感器得到与视觉世界相对应的二维图像，并通过图像采集卡将光学图像转化为计算机所能处理的电信号，并在图像处理系统中通过对原始图像进行二值化、灰度化、去噪、变换、增强图像预处理获得成像质量符合后续处理要求的图像；并在处理后的图像内提取特征，图像特征直观上表现为一维数字向量，向量中的数字组合可以描述图片的内容，经过统计学及几何学分析，针对识别对象的特点，选择提取可以尽量完整表达识别对象内在的特征的描述算子，从而得到图像的特征向量，最后控制平台中选择恰当的机器学习分类器进行图片分类，是图像识别的最后一步。
附图说明
[0025]图1为本专利技术结构示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0027]请参阅图1，一种配网带电作业机器人的视觉系统，包括照明光源、继电器、摄像机、图像采集卡、图像处理系统、控制平台；
[0028]照明光源与继电器通讯连接，且继电器与控制平台通讯连接，通过继电器控制照明光源与电源连接，实现照明光源自由控制；
[0029]摄像机与图像采集卡通讯连接，将图像传感器所接收到的光学图像，转化为计算机所能处理的电信号，以便于图像采集卡采集；
[0030]图像采集卡与图像处理系统通讯连接，图像处理系统与控制平台通讯连接，图像采集卡的视频信号进行转存，并在图像处理系统对图像进行分析处理，并上传到控制平台进行处理；
[0031]图像处理系统由图像预处理模块和图像特征提取模块组成；
[0032]图像预处理模块，通过对原始图像进行二值化、灰度化、去噪、变换、增强预处理，获得成像质量符合后续处理要求的图像；
[0033]图像特征提取模块，图像特征直观上表现为一维数字向量，向量中的数字组合可以描述图片的内容，经过统计学及几何学分析，针对识别对象的特点，选择提取可以尽量完整表达识别对象内在的特征的描述算子，从而得到图像的特种向量。
[0034]图像预处理模块采用活动轮廓技术，即根据图像域的曲线或者曲面处的特点，形成外力牵引内力调整的活动模型，根据最小化能量函数计算判断是否符合设计要求，若达到要求即找到边界。
[0035]图像特征提取模块采用HOG技术，对物体的特征检测，通过计算图像局部区域的梯度大小和方向信息，统计后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配网带电作业机器人的视觉系统，其特征在于：包括照明光源、继电器、摄像机、图像采集卡、图像处理系统、控制平台；照明光源与继电器通讯连接，且继电器与控制平台通讯连接，通过继电器控制照明光源与电源连接，实现照明光源自由控制；摄像机与图像采集卡通讯连接，将图像传感器所接收到的光学图像，转化为计算机所能处理的电信号，以便于图像采集卡采集；图像采集卡与图像处理系统通讯连接，图像处理系统与控制平台通讯连接，图像采集卡的视频信号进行转存，并在图像处理系统对图像进行分析处理，并上传到控制平台进行处理；图像处理系统由图像预处理模块和图像特征提取模块组成；图像预处理模块，通过对原始图像进行二值化、灰度化、去噪、变换、增强预处理，获得成像质量符合后续处理要求的图像；图像特征提取模块，图像特征直观上表现为一维数字向量，向量中的数字组合可以描述图片的内容，经过统计学及几何学分析，针对识别对象的特点，选择提取可以尽量完整表达识别对象内在的特征的描述算子，从而得到图像的特种向量。2.根据权利要求1所述的一种配网带电作业机器人的视觉系统，其特征在于：所述图像预处理模块采用活动轮廓技术，即根据图像域的曲线或者曲面处的特点，形成外力牵引内力调整的活动模型，根据最小化能量函数计算判断是否符合设计要求，若达到要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高垣照，鲁露露，张淼，黄贵增，
申请(专利权)人：广东联航智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：