电能计量器具智能挂载系统及其挂载检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电能计量器具智能挂载系统，检定台上设有测试表托、挂载状态指示灯和用于挂载电能计量器具的挂载立柱；转运台上设有用于盛放电能计量器具的转运托盘；机械手的一端安装于转运台上，另一端连接用于抓取电能计量器具的末端执行器，末端执行器上还安装有摄像机；摄像机通过图像处理系统连接总控制器。本发明专利技术还公开了一种电能计量器具智能挂载检测方法，通过不同观测方位挂载平面位置及其法向量的变化，结合对应方位末端执行器的位姿变化，确定了末端执行器的手眼耦合关系；通过识别挂载点的线性组合及挂载面的旋转关系能够校正挂载过程产生的二次误差，不依赖于标定靶标及精密测量仪器，具有较高的挂载精度及工业现场操作性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电能计量器具智能挂载系统，还涉及一种电能计量器具智能挂载检测方法，属于检测

技术介绍
长期以来，电能计量器具检测均是采用手工接线方式开展检测工作，工作效率低；检测装置生产厂家较多，各厂家开发的检测系统控制方法、检测过程、以及数据管理都不一致，检测系统也不能通用，难以规范电能计量检测工作过程，实现对各个业务环节的有效管控；且检测质量与工作人员的技术水平密切相关，检测工作标准化程度低。传统的现场检测设备分散、接线复杂，涉及重型试验设备移载，具有较大的安全风险；检测工作几乎全靠人力，劳动强度高、接线繁琐、工作量大、工作效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电能计量器具智能挂载系统，解决现有技术中手工接线检测自动化程度低、工作效率地下，错误率高的技术问题。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：电能计量器具智能挂载系统，包括检定台、转运台和机械手；所述检定台上设有测试表托、挂载状态指示灯和用于挂载电能计量器具的挂载立柱；所述转运台上设有用于盛放电能计量器具的转运托盘；所述机械手的一端安装于转运台上，另一端连接用于抓取电能计量器具的末端执行器，所述末端执行器上还安装有摄像机；所述摄像机通过图像处理系统连接总控制器。所述末端执行器包括抓取机构和连接支架，抓取机构通过连接支架与机械手连接；摄像机固定安装于所述连接支架上。所述抓取机构设置有3个，相邻抓取机构之间的间距等于相邻挂载立柱之间的间距。所述挂载状态指示灯至少包括：待挂载指示灯、挂载完成指示灯和挂载故障指示灯。所述转运台的底部还设有导轨，所述导轨沿检定台的延伸方向铺设。与现有技术相比，本专利技术提供的电能计量器具智能挂载系统所产生的有益效果是：提供了一种能够通用的电能计量器具智能挂载系统，显著提高了电能计量器具检测的自动化程度，降低了人工劳动强度，提高了工作效率；摄像机与机械手相配合形成手眼耦合关系，实现了电能计量器具快速、准确挂载。本专利技术的另一目的在于提供一种电能计量器具智能挂载检测方法，能够校正挂载过程中产生的二次误差，提高挂载状态识别的鲁棒性和速率。本专利技术提供的电能计量器具智能挂载检测方法，包括如下步骤：步骤一：摄像机获取目标挂载点的图像，图像处理系统通过特征提取进行挂载点识别，利用挂载点线性组合完成末端执行器的手眼协同标定，通过末端执行器实施电能计量器具挂载操作；所述挂载点为挂载立柱外边缘的几何中心；步骤二：挂载完成后，摄像机通过区域分割获取挂载状态指示灯区域的图像，图像处理系统对挂载状态指示灯进行特征识别，将挂载状态反馈给总控制器，实现挂载实时反馈。所述手眼协同标定的具体操作方法如下：步骤1：建立：机械手世界坐标系O6X6Y6Z6，末端执行器坐标系OeXeYeZe，摄像机坐标系OcXcYcZc，检定台坐标系OwXwYwZw，用T6表示机器手世界坐标系到末端执行器坐标系之间的变换，用Tc表示摄像机坐标系到检定台坐标系之间的变换，用Tm表示摄像机相对于检定台的外参数；步骤2：调整末端执行器的位置，使挂载点在摄像机中成像清晰；步骤3：控制机械手使摄像机从N个不同的观测方位获得挂载点图像，其中，N≥6，计录末端执行器相对于前次观测方位的姿态变换；步骤4：建立摄像机的五参数模型kxksu00kyv0001,]]>通过挂载点的N个组合，利用最小二乘法求解摄像机内参数及外参数，建立摄像机成像坐标系和图像坐标系间的映射模型，获得摄像机坐标系中挂载点相对于前次观测方位的姿态变换，其中：kx,ky分别为成像平面到图像平面在X轴、Y轴方向的放大系数；ks为成像平面到图像平面在X轴和Y轴方向的耦合放大系数，u0,v0分别表示摄像机光轴中心线与图像平面交点的X轴、Y轴坐标；步骤5：通过连续3个方位分别确定的末端执行器及摄像机的2次姿态变换的通用旋转变换矩阵；步骤6：根据机械手位置变换关系T6tTmTct＝T6(t-1)TmTc(t-1)，确立末端执行器坐标系与摄像机坐标系间的位置变换关系，其中：t为对应观测方位编号且2≤t≤N。所述挂载点是对包含挂载立柱的图像进行hough变换得到的。与现有技术相比，本专利技术提供的电能计量器具智能挂载检测方法所达到的有益效果是：通过不同观测方位挂载平面位置及其法向量的变化，结合对应方位末端执行器的位姿变化，确定了末端执行器的手眼耦合关系；通过识别挂载点的线性组合及挂载面的旋转关系能够校正挂载过程产生的二次误差，不依赖于标定靶标及精密测量仪器，具有较高的挂载精度及工业现场操作性；通过区域分割识别挂载状态指示灯，从而完成挂载状态识别，实现对已挂载电能计量器具挂载状态的识别及故障诊断，能够提高挂载状态识别的鲁棒性及速率，同时提高了挂载控制的精确性和状态反馈的实时性。附图说明图1是电能计量器具智能挂载系统的结构示意图。图2是电能计量器具智能挂载系统中坐标系建立示意图。图3是电能计量器具智能挂载系统的工作流程图。图4是电能计量器具智能挂载检测方法中手眼协同标定的操作流程图。图中：1、检定台；2、机械手；3、连接支架；4、抓取机构；5、摄像机；6、挂载立柱；7、测试表托；8、挂载状态指示灯；9、转运台；10、导轨；11、转运托盘；12、电能计量器具。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，是本专利技术提供的电能计量器具智能挂载系统，包括检定台1，检定台1上设置有若干挂载立柱6，挂载立柱6呈阵列排列，左右相邻挂载立柱6之间的间距相等。测试表托7固定于检定台1上，与挂载立柱6相对应设置，用于安装电能计量器具12。每个挂载立柱6均对应有挂载状态指示灯8，包括待挂载指示灯、挂载完成指示灯和挂载故障指示灯。转运台9的下方设置有两根导轨10，导轨10沿检定台1延伸方向铺设，转运台9沿导轨10行进，可对检定台1上不同区域的挂载立柱6实施挂载。转运台9上还设置有转运托盘11，转运托盘11内放有若干电能计量器具12，各电能计量器具12也排列成阵列型，以便于抓取机构4抓取。机械手2包括相互铰接的大臂段和小臂段，大臂段的下端铰接转运台9，小臂段的上端铰接末端执行器。末端执行器主要由连接支架3和抓取机构4组成，优选的，抓取机构4设置有3个，相邻抓取机构4之间的间距与检定台1上相邻挂载立柱6之间的间<本文档来自技高网...

【技术保护点】
电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，包括检定台、转运台和机械手；所述检定台上设有测试表托、挂载状态指示灯和用于挂载电能计量器具的挂载立柱；所述转运台上设有用于盛放电能计量器具的转运托盘；所述机械手的一端安装于转运台上，另一端连接用于抓取电能计量器具的末端执行器，所述末端执行器上还安装有摄像机；所述摄像机通过图像处理系统连接总控制器。

【技术特征摘要】
1.电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，包括检定台、转运台和机械
手；
所述检定台上设有测试表托、挂载状态指示灯和用于挂载电能计量器具的
挂载立柱；
所述转运台上设有用于盛放电能计量器具的转运托盘；
所述机械手的一端安装于转运台上，另一端连接用于抓取电能计量器具的
末端执行器，所述末端执行器上还安装有摄像机；所述摄像机通过图像处理系
统连接总控制器。
2.根据权利要求1所述的电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，所述
末端执行器包括抓取机构和连接支架，抓取机构通过连接支架与机械手连接；
摄像机固定安装于所述连接支架上。
3.根据权利要求2所述的电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，所述
抓取机构设置有3个，相邻抓取机构之间的间距等于相邻挂载立柱之间的间距。
4.根据权利要求1所述的电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，所述
挂载状态指示灯至少包括：待挂载指示灯、挂载完成指示灯和挂载故障指示灯。
5.根据权利要求1所述的电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，所述
转运台的底部还设有导轨，所述导轨沿检定台的延伸方向铺设。
6.电能计量器具智能挂载检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：摄像机获取目标挂载点的图像，图像处理系统通过特征提取进行
挂载点识别，利用挂载点线性组合完成末端执行器的手眼协同标定，通过末端
执行器实施电能计量器具挂载操作；所述挂载点为挂载立柱外边缘的几何中心；
步骤二：挂载完成后，摄像机通过区域分割获取挂载状态指示灯区域的图
像，图像处理系统对挂载状态指示灯进行特征识别，将挂载状态反馈给总控制
器，实现挂载实时反馈。
7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，邵雪松，蔡奇新，王忠东，徐晴，黄奇峰，钱晓明，楼佩煌，
申请(专利权)人：国家电网公司，江苏省电力公司，江苏省电力公司电力科学研究院，南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11