用于自动读表的变电站巡检机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种用于自动读表的变电站巡检机器人，包括GPS导航设备、存储设备、高清摄像设备、图像处理设备和TMS320LF2407A型号的数字信号处理器DSP，存储设备用于预先存储各类仪表模板以及每一类仪表模板的最大刻度、最小刻度和指针模型，高清摄像设备用于拍摄仪表图像，图像处理设备与高清摄像设备连接以执行图像处理，DSP与GPS导航设备连接以控制巡检机器人的行进位置，还与存储设备和图像处理设备分别连接，用于控制巡检机器人的自动读表。通过本发明专利技术，能够控制巡检机器人准确到达目标读表位置，并实现变电站的各种仪表的自动读表，提高了巡检机器人的智能化水平，保障了现场管理人员的人身安全。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是申请号为201410706231.4、申请日为2014年11月27日、发明名称为“用于自动读表的变电站巡检机器人”的专利的分案申请。
本专利技术涉及电力监控领域，尤其涉及一种用于自动读表的变电站巡检机器人。
技术介绍
变电站是输电网的枢纽，变电站设备巡检工作在保证变电站正常生产、安全运行方面占有极其重要的地位，电力系统的变电站通常对各个电力设备配置了多种指针型仪表以反映设备的工作状态，记录仪表读数是巡检工作的重要组成部分。受巡检工作的复杂性和技术手段的限制，国内外变电站在进行设备巡检时普遍采用人工巡视、手工记录的作业模式。人工巡检模式存在劳动强度大、危险系数高、工作效率低、检测质量分散、管理成本高等明显不足；而且，人工检测的数据也无法准确、及时地接入管理信息系统，使信息化管理不能到达第一作业现场，影响了变电站的自动化和智能化水平。为了保障现场人员的人身安全，提高巡检工作尤其是仪表读数记录的效率和精度，一些智能变电站开始普及使用巡检机器人进行仪表读数的抄录，但是现有技术中的巡检机器人还存在以下缺陷：(1)单凭一种控制模式控制巡检机器人的行进位置，例如只通过GPS自动导航控制，或只通过现场人工语音控制，引导巡检机器人到达目标读表位置进行读表，这样的单一控制方式导致巡检机器人不能准确到达目标读表位置，更谈不上准备读表；(2)自动读表模式过于简单，例如通过椭圆拟合的方式确定仪r>表表盘的仪表图像中的基本位置及区域范围，但现场可能存在其他近似圆形的部件，这样的读表模式会引入过多的误差，甚至出现错误的检测结果。因此，为了解决上述缺陷，需要一种新的用于自动读表的变电站巡检机器人，改造现有的变电站巡检机器人的设计结构，保障巡检机器人能够准确到达读表位置，并能够有效地自动识别仪表表盘中的当前读数，提高巡检机器人的可靠性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于自动读表的变电站巡检机器人，引入远端远程控制指令和近端语音控制指令结合的巡检机器人行进控制模式，先通过远端变电站管理平台的远程控制指令粗调所述巡检机器人行进到目标读表位置，再通过近端现场管理人员的语音控制指令用于细调所述巡检机器人行进到目标读表位置，同时预先存储各类仪表模板以及每一类仪表模板的最大刻度、最小刻度和指针模型，以完成高精度的自动读表操作。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于自动读表的变电站巡检机器人，所述巡检机器人包括GPS导航设备、存储设备、高清摄像设备、图像处理设备和TMS320LF2407A型号的数字信号处理器DSP，所述存储设备用于预先存储各类仪表模板，以及用于预先存储每一类仪表模板的最大刻度、最小刻度和指针模型，所述高清摄像设备用于拍摄仪表图像，所述图像处理设备与所述高清摄像设备连接以执行图像处理，所述DSP与所述GPS导航设备连接以控制所述巡检机器人的行进位置，还与所述存储设备和所述图像处理设备分别连接，用于控制所述巡检机器人的自动读表。更具体地，在所述用于自动读表的变电站巡检机器人中，还包括，语音识别设备，包括声音传感器和语音识别芯片，所述声音传感器用于将现场管理人员语音转换为电信号，所述语音识别芯片连接所述声音传感器，用于基于所述电信号生成语音控制指令，所述语音识别芯片采用ICRoute公司的LD3320芯片；无线通讯接口，与远端的变电站管理平台无线连接，以无线接收远程控制指令，所述远程控制指令包括GPS控制指令；机器人驱动机构，用于在所述DSP的控制下，驱动所述巡检机器人的行为动作，所述行为动作包括前进、后退、转向和跨越；直流无刷电动机，与所述机器人驱动机构连接，在所述机器人驱动机构的控制下为所述巡检机器人做出的行为动作提供动力；所述GPS导航设备用于接收GPS导航卫星所提供、所述巡检机器人的当前GPS数据；所述存储设备还用于存储仪表上限灰度阈值和仪表下限灰度阈值，所述仪表上限灰度阈值和所述仪表下限灰度阈值用于将图像中的仪表表盘与背景分离；所述高清摄像设备的采集分辨率为1280×720；所述图像处理设备还包括中值滤波单元、预处理单元、目标识别单元、模板匹配单元和指针位置确定单元，所述中值滤波单元与所述高清摄像设备连接，用于对所述仪表图像滤波以输出滤波图像，所述预处理单元与所述中值滤波单元连接，用于对所述滤波图像进行灰度化处理以输出灰度化图像，所述目标识别单元与所述预处理单元和所述存储设备分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述仪表上限灰度阈值和所述仪表下限灰度阈值之间的像素识别并组成仪表表盘子图像，所述模板匹配单元与所述目标识别单元和所述存储设备分别连接，基于所述仪表表盘子图像在所述存储设备存储的各类仪表模板中查询匹配的目标仪表模板，给出所述目标仪表模板的最大刻度、最小刻度和指针模型，所述指针位置确定单元与所述目标识别单元和所述模板匹配单元分别连接，基于所述仪表表盘子图像识别所述仪表表盘子图像中与所述指针模型匹配的仪表指针，计算识别到的仪表指针与水平方向的指针角度，分别计算所述最大刻度和所述最小刻度与水平方向的最大刻度角度和最小刻度角度，根据指针角度在最大刻度角度和最小刻度角度之间的数值位置，确定仪表读数；所述DSP与所述语音识别设备、所述无线通讯接口、所述机器人驱动机构、所述GPS导航设备、所述存储设备和所述图像处理设备分别连接，根据所述语音控制指令或所述远程控制指令控制所述机器人驱动机构，所述DSP接收所述图像处理设备发送的仪表读数，并将所述仪表读数通过所述无线通讯接口转发到所述变电站管理平台，所述DSP控制所述存储设备的数据存储，所述远程控制指令用于粗调所述巡检机器人行进到目标读表位置，所述语音控制指令用于细调所述巡检机器人行进到目标读表位置；其中，所述DSP无线接收所述变电站管理平台发送的GPS控制指令，所述GPS控制指令包括目标GPS数据，所述DSP控制所述机器人驱动机构行进到所述GPS导航设备发送的当前GPS数据匹配所述目标GPS数据的位置；所述DSP在接收到所述无线通讯接口转发的所述变电站管理平台成功收到仪表读数的返回指令时，控制所述巡检机器人的工作指示灯按预定频率闪烁预定次数，以提示现场管理人员。更具体地，在所述用于自动读表的变电站巡检机器人中，还包括可充电锂电池，为所述巡检机器人提供供电电源。更具体地，在所述用于自动读表的变电站巡检机器人中，所述无线通讯接口为WiFi无线通信接口、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动读表的变电站巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人包括GPS导航设备、存储设备、高清摄像设备、图像处理设备和TMS320LF2407A型号的数字信号处理器DSP，所述存储设备用于预先存储各类仪表模板，以及用于预先存储每一类仪表模板的最大刻度、最小刻度和指针模型，所述高清摄像设备用于拍摄仪表图像，所述图像处理设备与所述高清摄像设备连接以执行图像处理，所述DSP与所述GPS导航设备连接以控制所述巡检机器人的行进位置，还与所述存储设备和所述图像处理设备分别连接，用于控制所述巡检机器人的自动读表。

【技术特征摘要】
1.一种用于自动读表的变电站巡检机器人，其特征在于，所述巡检
机器人包括GPS导航设备、存储设备、高清摄像设备、图像处理设备和
TMS320LF2407A型号的数字信号处理器DSP，所述存储设备用于预先存
储各类仪表模板，以及用于预先存储每一类仪表模板的最大刻度、最小刻
度和指针模型，所述高清摄像设备用于拍摄仪表图像，所述图像处理设备
与所述高清摄像设备连接以执行图像处理，所述DSP与所述GPS导航设
备连接以控制所述巡检机器人的行进位置，还与所述存储设备和所述图像
处理设备分别连接，用于控制所述巡检机器人的自动读表。
2.如权利要求1所述的用于自动读表的变电站巡检机器人，其特征
在于，所述巡检机器人还包括：
语音识别设备，包括声音传感器和语音识别芯片，所述声音传感器用
于将现场管理人员语音转换为电信号，所述语音识别芯片连接所述声音传
感器，用于基于所述电信号生成语音控制指令，所述语音识别芯片采用
ICRoute公司的LD3320芯片；
无线通讯接口，与远端的变电站管理平台无线连接，以无线接收远程
控制指令，所述远程控制指令包括GPS控制指令；
机器人驱动机构，用于在所述DSP的控制下，驱动所述巡检机器人的
行为动作，所述行为动作包括前进、后退、转向和跨越；
直流无刷电动机，与所述机器人驱动机构连接，在所述机器人驱动机
构的控制下为所述巡检机器人做出的行为动作提供动力；
所述GPS导航设备用于接收GPS导航卫星所提供、所述巡检机器人
的当前GPS数据；
所述存储设备还用于存储仪表上限灰度阈值和仪表下限灰度阈值，所
述仪表上限灰度阈值和所述仪表下限灰度阈值用于将图像中的仪表表盘
与背景分离；
所述高清摄像设备的采集分辨率为1280×720；
所述图像处理设备还包括中值滤波单元、预处理单元、目标识别单元、

\t模板匹配单元和指针位置确定单元，所述中值滤波单元与所述高清摄像设
备连接，用于对所述仪表图像滤波以输出滤波图像，所述预处理单元与所
述中值滤波单元连接，用于对所述滤波图像进行灰度化处理以输出灰度化
图像，所述目标识别单元与所述预处理单元和所述存储设备分别连接，将
所述灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：马金环，
类型：发明
国别省市：山东;37