基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统技术方案

本发明专利技术涉及基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，属于电力设备巡检机器人技术领域。该系统包括电力巡检机器人平台、光场拍摄设备和光场数据处理系统，电力巡检机器人平台包括巡检机器人、运动系统、云台和第一通信模块；光场数据处理系统包括第二通信模块、光场图影像处理模块、图影像识别模块和数据存储模块；本发明专利技术采用光场拍摄技术，可以一次性同时拍摄采集多个电力设备的图像和影像数据，大大缩短电力设备机器人巡检的时间，提高巡检效率；同时，由于光场拍摄技术对位置精度要求低于传统拍摄技术，能够显著降低变电站等电力生产环境为巡检机器人能够运行而进行改造施工的技术难度，降低改造成本。

【技术实现步骤摘要】
基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统
本专利技术属于电力设备巡检机器人
，具体涉及一种基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统。
技术介绍
电力设备巡检机器人，已经在电力行业中各个生产环境（如变电站、电缆沟等）得到广泛应用，主要用于代替人力来采集电力设备的图像、影像、声音、温度等数据。其中采集图像和影像数据，现有技术主要使用高清摄像头进行拍摄，巡检机器人需要精确运动到采集数据设备的附近，调整摄像头位置、高度和角度，并以该设备为摄像头镜头焦点，调整摄像头光学参数，以保证拍摄的设备图像和影像的清晰。每采集一个设备的数据，就需要移动、调焦、拍摄一次，由于每个设备到摄像头的距离、角度、焦点不同，无法一次拍摄多个设备的图像和影像，数据采集时间长，效率低。现有的高清摄像头以主镜头捕捉光线，再聚焦在镜头后的胶片或感光器上，所有光线的总和形成相片上的小点，显示影像，这种方式只能清晰呈现焦点的影像。因此如何克服现有技术的不足是目前电力设备巡检机器人
亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，以解决电力设备巡检机器人一次只能拍摄采集一个设备图像和影像数据的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，包括电力巡检机器人平台、光场拍摄设备和光场数据处理系统；所述的电力巡检机器人平台包括巡检机器人、运动系统、云台和第一通信模块；巡检机器人分别与运动系统、云台、第一通信模块、光场拍摄设备相连；云台还与光场拍摄设备相连；运动系统用于控制巡检机器人的行走路线；云台用于承载光场拍摄设备，并用于调整光场拍摄设备的高度和角度；巡检机器人用于控制云台调整光场拍摄设备的高度和角度，并用于控制光场拍摄设备的工作，还用于将光场拍摄设备拍摄的图像、影像数据通过第一通信模块传输至光场数据处理系统；第一通信模块用于与光场数据处理系统进行通信，向光场数据处理系统传输拍摄的图像、影像数据；运动系统内预存巡检机器人的行走路线；巡检机器人内预存有巡检机器人行走路线上各停靠点的光场拍摄设备的高度和角度；光场数据处理系统包括第二通信模块、光场图影像处理模块、图影像识别模块和数据存储模块；第一通信模块、第二通信模块、光场图影像处理模块、图影像识别模块和数据存储模块依次顺序相连；第二通信模块用于通过第一通信模块与电力巡检机器人平台进行数据通信，从而获取拍摄的图像、影像数据；光场图影像处理模块用于将第一通信模块传来的拍摄的图像、影像数据进行处理，得到每个设备的图像、影像数据；图影像识别模块用于对光场图影像处理模块传来的每个设备的图像、影像数据与图影像识别模块内预存的设备参数进行匹配，从而识别每个设备的图像、影像数据所属的设备名称并在图像、影像数据上进行标注；数据存储模块还分别与第二通信模块、光场图影像处理模块相连，用于存储第二通信模块传来的拍摄的图像、影像数据，并存储光场图影像处理模块得到的每个设备的图像、影像数据，还存储图影像识别模块的识别及标注结果。进一步，优选的是，还包括显示模块，所述的显示模块与数据存储模块相连，用于显示存储模块中存储的拍摄的图像、影像数据，还用于显示存储模块中存储每个设备的图像、影像数据及识别、标注结果。进一步，优选的是，第一通信模块和第二通信模块通过有线或无线连接。进一步，优选的是，光场拍摄设备包括主镜头和微型透镜阵列，将穿过主镜头的光线再次穿过微型透镜阵列的每个微型透镜，从而收获到光线的方向与位置信息。本专利技术同时提供基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理方法，采用上述采集处理系统，包括如下步骤：步骤S1：根据预存的行走路线，通过运动系统将巡检机器人移动到待检查设备停靠点停靠；步骤S2：根据预存的巡检机器人行走路线上各停靠点的光场拍摄设备的高度和角度，巡检机器人控制云台来调整光场拍摄设备的高度和角度，之后光场拍摄设备进行拍摄，得到该停靠点的图像、影像数据；步骤S3：将步骤步骤S2得到该停靠点的图像、影像数据通过第一通信模块、第二通信模块传输至光场图影像处理模块中，光场图影像处理模块处理该停靠点的图像、影像数据得到各个设备的完整轮廓边界及其在该停靠点的图像、影像数据中的位置，并记录每个设备和位置的对应关系；之后以每个设备位置为焦点，调整光学参数，重新成像，将焦点对应设备的图像、影像清晰度提升至能够识别的等级，并从该停靠点的图像、影像数据分别截取每个设备的图像、影像数据；步骤S4：通过图像和影像识别模块对步骤S3得到的每个设备的图像、影像数据进行识别，识别每个设备的图像和影像数据所属的设备名称，并按照识别结果对图像、影像数据进行标注，最后将步骤S2得到该停靠点的图像、影像数据、步骤S3得到的每个设备的图像、影像数据，以及识别和标注后的图像、影像数据保持至数据存储模块中。进一步，优选的是，步骤S3所述的能够识别的等级为肉眼或机器算法能够识别的等级。本专利技术中拍摄的图像、影像数据为光场信息数据。本专利技术对于云台相对于巡检机器人的位置没有具体限制，可以设置在巡检机器人的顶部，也可以设置在巡检机器人的前方，但不限于此。本专利技术对于光场拍摄设备相对于云台的位置没有具体限制，可以在云台的顶部，也可以在云台的上部一侧壁上，但不限于此。本专利技术中云台与光场拍摄设备的连接关系及构造均采用现有技术。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：传统图像和影像采集技术一次只能拍摄一个设备，而本专利技术提供的基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统和方法，采用光场拍摄技术，可以一次性同时拍摄采集多个电力设备的图像和影像数据，大大缩短电力设备机器人巡检的时间，提高巡检效率；同时，由于光场拍摄技术对位置精度要求低于传统拍摄技术，能够显著降低变电站等电力生产环境为巡检机器人能够运行而进行改造施工的技术难度，降低改造成本。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为实施例1基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统的结构示意图；图2为实施例2基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统的结构示意图；图3为本专利技术基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理方法的流程图；图4为本专利技术基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统使用时的示意图；图5为传统拍摄技术与本专利技术光场拍摄技术原理对比示意图；其中，100、电力巡检机器人平台；101、巡检机器人；102、运动系统；103、云台；104、第一通信模块；200、光场拍摄设备；300、光场数据处理系统；301、第二通信模块；302、光场图影像处理模块；303、图影像识别模块；304、数据存储模块；305、显示模块。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述。本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，其特征在于，包括电力巡检机器人平台（100）、光场拍摄设备（200）和光场数据处理系统（300）；所述的电力巡检机器人平台（100）包括巡检机器人（101）、运动系统（102）、云台（103）和第一通信模块（104）；巡检机器人（101）分别与运动系统（102）、云台（103）、第一通信模块（104）、光场拍摄设备（200）相连；云台（103）还与光场拍摄设备（200）相连；运动系统（102）用于控制巡检机器人（101）的行走路线；云台（103）用于承载光场拍摄设备（200），并用于调整光场拍摄设备（200）的高度和角度；巡检机器人（101）用于控制云台（103）调整光场拍摄设备（200）的高度和角度，并用于控制光场拍摄设备（200）的工作，还用于将光场拍摄设备（200）拍摄的图像、影像数据通过第一通信模块（104）传输至光场数据处理系统（300）；第一通信模块（104）用于与光场数据处理系统（300）进行通信，向光场数据处理系统（300）传输拍摄的图像、影像数据；运动系统（102）内预存巡检机器人（101）的行走路线；巡检机器人（101）内预存有巡检机器人（101）行走路线上各停靠点的光场拍摄设备（200）的高度和角度；光场数据处理系统（300）包括第二通信模块（301）、光场图影像处理模块（302）、图影像识别模块（303）和数据存储模块（304）；第一通信模块（104）、第二通信模块（301）、光场图影像处理模块（302）、图影像识别模块（303）和数据存储模块（304）依次顺序相连；第二通信模块（301）用于通过第一通信模块（104）与电力巡检机器人平台（100）进行数据通信，从而获取拍摄的图像、影像数据；光场图影像处理模块（302）用于将第一通信模块（104）传来的拍摄的图像、影像数据进行处理，得到每个设备的图像、影像数据；图影像识别模块（303）用于对光场图影像处理模块（302）传来的每个设备的图像、影像数据与图影像识别模块（303）内预存的设备参数进行匹配，从而识别每个设备的图像、影像数据所属的设备名称并在图像、影像数据上进行标注；数据存储模块（304）还分别与第二通信模块（301）、光场图影像处理模块（302）相连，用于存储第二通信模块（301）传来的拍摄的图像、影像数据，并存储光场图影像处理模块（302）得到的每个设备的图像、影像数据，还存储图影像识别模块（303）的识别及标注结果。...

【技术特征摘要】
1.基于光场拍摄技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，其特征在于，包括电力巡检机器人平台（100）、光场拍摄设备（200）和光场数据处理系统（300）；所述的电力巡检机器人平台（100）包括巡检机器人（101）、运动系统（102）、云台（103）和第一通信模块（104）；巡检机器人（101）分别与运动系统（102）、云台（103）、第一通信模块（104）、光场拍摄设备（200）相连；云台（103）还与光场拍摄设备（200）相连；运动系统（102）用于控制巡检机器人（101）的行走路线；云台（103）用于承载光场拍摄设备（200），并用于调整光场拍摄设备（200）的高度和角度；巡检机器人（101）用于控制云台（103）调整光场拍摄设备（200）的高度和角度，并用于控制光场拍摄设备（200）的工作，还用于将光场拍摄设备（200）拍摄的图像、影像数据通过第一通信模块（104）传输至光场数据处理系统（300）；第一通信模块（104）用于与光场数据处理系统（300）进行通信，向光场数据处理系统（300）传输拍摄的图像、影像数据；运动系统（102）内预存巡检机器人（101）的行走路线；巡检机器人（101）内预存有巡检机器人（101）行走路线上各停靠点的光场拍摄设备（200）的高度和角度；光场数据处理系统（300）包括第二通信模块（301）、光场图影像处理模块（302）、图影像识别模块（303）和数据存储模块（304）；第一通信模块（104）、第二通信模块（301）、光场图影像处理模块（302）、图影像识别模块（303）和数据存储模块（304）依次顺序相连；第二通信模块（301）用于通过第一通信模块（104）与电力巡检机器人平台（100）进行数据通信，从而获取拍摄的图像、影像数据；光场图影像处理模块（302）用于将第一通信模块（104）传来的拍摄的图像、影像数据进行处理，得到每个设备的图像、影像数据；图影像识别模块（303）用于对光场图影像处理模块（302）传来的每个设备的图像、影像数据与图影像识别模块（303）内预存的设备参数进行匹配，从而识别每个设备的图像、影像数据所属的设备名称并在图像、影像数据上进行标注；数据存储模块（304）还分别与第二通信模块（301）、光场图影像处理模块（302）相连，用于存储第二通信模块（301）传来的拍摄的图像、影像数据，并存储光场图影像处理模块（302）得到的每个设备的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：李煜煌，何程，金伟，孙潍，
申请(专利权)人：云南兆讯科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53