用于巡检电力仪表的智能机器人

摘要

本发明涉及一种用于巡检电力仪表的智能机器人，包括红外线摄像机、高清摄像机、图像处理器和MSP430系列单片机，红外线摄像机用于采集带有温度信息的红外图像，检测红外图像中电力仪表区域的器件温度，高清摄像机用于采集电力仪表图像，图像处理器对电力仪表图像进行图像处理，MSP430系列单片机与红外线摄像机和图像处理器分别连接，基于器件温度确定电力仪表是否过热，并基于图像处理结果确定电力仪表的仪表读数。通过本发明，能够检测出电力仪表是否过热，并在过热时及时报警，同时还能够检测出电力仪表的类型，以基于电力仪表类型对应的参数识别算法自适应地读出电力仪表参数。

主权项

一种用于巡检电力仪表的智能机器人，其特征在于，所述智能机器人包括红外线摄像机、高清摄像机、图像处理器和MSP430系列单片机，所述红外线摄像机用于采集带有温度信息的红外图像，检测红外图像中电力仪表区域的器件温度，所述高清摄像机用于采集电力仪表图像，所述图像处理器对所述电力仪表图像进行图像处理，所述MSP430系列单片机与所述红外线摄像机和所述图像处理器分别连接，基于所述器件温度确定电力仪表是否过热，并基于图像处理结果确定电力仪表的仪表读数，所述MSP430系列单片机是德州仪器公司的一个16位的、具有精简指令集的单片机；所述智能机器人还包括：机器人驱动设备，位于所述智能机器人的底盘上，用于在所述MSP430系列单片机的控制下，驱动智能机器人开赴前进目标，所述前进目标为各个不同的电力仪表，所述机器人驱动设备包括直流无刷电动机、减速器、电机驱动器和两个电机驱动车轮，所述两个电机驱动车轮为所述智能机器人的两个后轮；无线通信接口，位于所述智能机器人的外壳前端上，用于接收远端控制平台发送的控制指令，所述控制指令中包括了智能机器人的前进目标的位置，所述前进目标的位置为电力仪表距离所述智能机器人出发点的相对距离，所述无线通信接口还将电力仪表过热报警信号、电力仪表温度正常信号、匹配成功的电力仪表类型和电力仪表参数转发给所述远端控制平台；存储器，位于所述智能机器人的外壳前端内，保存了电力仪表特征数据库，所述电力仪表特征数据库以电力仪表类型为索引，对应保存了每一种电力仪表类型的图像模板和参数识别算法，所述存储器还存储了设备上限灰度阈值、设备下限灰度阈值和预定温度阈值，所述设备上限灰度阈值和所述设备下限灰度阈值用于将图像中的电力仪表和背景分离；所述高清摄像机和所述红外线摄像机都位于所述智能机器人的前端上，并都设有防爆外壳；所述图像处理器位于所述智能机器人的外壳前端内，包括了图像划分单元、模板匹配单元和参数识别单元，所述图像划分单元与所述高清摄像机和所述存储器分别连接，用于将所述电力仪表图像中灰度值在设备上限灰度阈值和设备下限灰度阈值之间的像素识别并组成设备子图像，所述模板匹配单元与所述图像划分单元和所述存储器分别连接，用于将所述设备子图像与所述电力仪表特征数据库中每一种电力仪表类型的图像模板逐一匹配，寻找匹配成功的电力仪表类型，所述参数识别单元与所述图像划分单元、所述模板匹配单元和所述存储器分别连接，基于匹配成功的电力仪表类型，在所述电力仪表特征数据库中寻找与匹配成功的电力仪表类型对应的参数识别算法，并基于寻找到的参数识别算法对所述设备子图像中电力仪表读数进行识别，以输出电力仪表参数；所述MSP430系列单片机位于所述智能机器人的外壳前端内，与所述机器人驱动设备、所述无线通信接口、所述存储器、所述高清摄像机、所述红外线摄像机和所述图像处理器分别连接，解析所述无线通信接口接收到的控制指令以获得所述前进目标的位置，基于所述前进目标的位置控制所述机器人驱动设备开赴前进目标，在所述机器人驱动设备反馈已驱动与所述前进目标的位置对应的相对距离后，启动所述高清摄像机、所述红外线摄像机和所述图像处理器，进入电力仪表监控模式；其中，在所述电力仪表监控模式中，所述MSP430系列单片机在所述器件温度大于等于预定温度阈值时，发出电力仪表过热报警信号，所述MSP430系列单片机在所述器件温度小于预定温度阈值时，发出电力仪表温度正常信号；同时所述MSP430系列单片机输出所述匹配成功的电力仪表类型和所述电力仪表参数；其中，所述无线通信接口集成了GPRS通信接口、3G通信接口和4G通信接口，所述无线通信接口采用现场可编程门阵列FPGA芯片，该FPGA芯片为ALTERA公司的EP2C5Q208C8N；所述无线通信接口和所述远端控制平台通过无线通信链路进行双向数据通信，通信的数据都为IP协议封装的数据包。