基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人，包括移动平台本体、行走装置、云台、可见光成像仪、紫外成像仪以及图像融合器。移动平台本体上设置有控制器、电池单元和电机驱动装置。行走装置设置在移动平台本体底部并与控制器连接。云台设置在所述移动平台本体上方，并与控制器连接。可见光成像仪、紫外成像仪以及图像融合器固定在所述云台上。该巡检机器人能够同时针对被检测的设备同时进行紫外、可见光拍摄，并从紫外图像中分析出故障隐患的紫外光斑图像，进而将紫外光斑图像和可见光图像进行融合并输出，用以检测所述设备的故障。

Inspection robot and detection method based on ultraviolet visible light image fusion detection

The invention discloses a patrol robot based on fusion detection of ultraviolet and visible light, including mobile platform ontology, walking device, cloud platform, visible light imager, ultraviolet imager and image fusion device. The mobile platform is equipped with a controller, a battery unit and a motor drive device. The walking device is set at the bottom of the mobile platform body and connected with the controller. The cloud platform is set above the mobile platform noumenon and is connected to the controller. The visible light imager, the ultraviolet imager and the image fusion device are fixed on the cloud platform. The robot can also be detected in the device at the same time, ultraviolet visible light, ultraviolet light spot image and the analysis of the fault from the ultraviolet image, then UV spot image and visible light image fusion and output, with failure to detect the equipment.

【技术实现步骤摘要】
基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人及检测方法
本专利技术涉及图像检测领域，特别是指一种基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人及检测方法。
技术介绍
高压设备投入运行后，由于表面粗糙不均、污秽、结构缺陷、导体接触不良等原因，会引起设备场强分布不均，造成电晕、电弧等放电现象。电晕、电弧放电时会伴随有电、光、热、声波、化合物等产生。目前，利用这些特征信号对电气设备进行局部放电检测的技术有观察法、超高频法、超声波法、红外成像法、光测法、绝缘油色谱分析法、紫外成像法等。其中，红外热像技术于八十年代开始应用于我国电力行业，目前，红外热成像技术在我国电力系统中应用日益广泛，它已成了开展电气设备状态检查的必备手段。紫外成像法是一种新兴的通过检测电晕、电弧放电来识别电力设备绝缘状态的技术。实际应用中，本专利技术的专利技术人发现，现有的非手持式巡检装置虽然可以通过红外热成像技术检测各种致热型设备的温度，或者明火现象，但受日光照射影响很大，容易出现误警；紫外成像技术虽然可以检测到电晕、电弧等放电现象，但不能做出基于设备的故障判定，也存在一定缺陷性。因此，有必要提供一种更全面、更易于判定设备故障的巡检装置和检测方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人及其检测方法，能够自动检测电力设备的故障，且并更便于检测人员识别出设备的故障。基于上述目的本专利技术提供的一种基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人，包括移动平台本体、行走装置、云台、可见光成像仪、紫外成像仪以及图像融合器：所述移动平台本体上设置有控制器以及与所述控制器连接的电池单元和电机驱动装置；所述控制器用于控制所述巡检机器人沿预设的路线行走、在预设的位置停止并且按照预设的角度调整所述巡检机器人的云台的旋转方向；所述行走装置设置在所述移动平台本体底部并与所述控制器连接；所述云台设置在所述移动平台本体上方，并与所述控制器连接；所述可见光成像仪与所述控制器连接，用于拍摄并输出可见光图像；所述紫外成像仪与所述控制器连接，用于拍摄并输出紫外图像；所述图像融合器与所述可见光成像仪、所述紫外成像仪连接，用于融合所述可见光图像和所述紫外图像并显示；所述可见光成像仪、所述紫外成像仪以及所述图像融合器固定在所述云台上，所述可见光成像仪、所述紫外成像仪的镜头朝向同一方向。优选的，所述紫外成像仪包括：紫外CCD，用于将接收到的紫外光子信号转换为模拟电信号；水平驱动信号产生单元，与所述紫外CCD连接，用于为所述紫外CCD提供水平驱动电压；垂直驱动信号产生单元，与所述紫外CCD连接，用于为所述紫外CCD提供垂直驱动电压；偏置电压产生电路，与所述水平驱动信号产生单元、所述垂直驱动信号产生单元连接，用于为所述水平驱动信号产生单元、所述垂直驱动信号产生单元输出的电压提供偏置电压。优选的，所述紫外成像仪还包括：模拟视频信号处理单元，与所述紫外CCD连接，用于对所述紫外CCD输出的模拟电信号进行相关双采样、增益调整，并转换为数字信号输出；视频数据处理单元，与所述模拟视频信号处理单元连接，用于将所述模拟视频信号处理单元输出的数字信号进行格式转换。优选的，所述水平驱动信号产生单元包括：水平驱动时序发生子单元，用于输出水平时序信号；水平电压驱动电路，与所述水平驱动时序发生子单元连接，用于将所述水平时序信号转换为符合所述紫外CCD驱动电压要求的水平驱动信号。优选的，所述垂直驱动信号产生单元包括：垂直驱动时序发生子单元，用于输出垂直时序信号；垂直电压驱动电路，与所述垂直驱动时序发生子单元连接，用于将所述垂直时序信号转换为符合紫外CCD驱动电压要求的垂直驱动信号。优选的，所述可见光成像仪、所述紫外成像仪以及所述图像融合器外部设置有防水保护罩，所述防水保护罩固定在所述云台上；所述防水保护罩上设置有防水法兰盘，所述防水法兰盘上设置有玻璃窗，所述可见光成像仪以及所述紫外成像仪的镜头能够透过所述玻璃窗拍摄图像。优选的，所述移动平台本体为内部中空的箱体结构，所述控制器、所述电池单元以及所述电机驱动装置设置在所述移动平台本体内部，所述云台设置在所述移动平台本体的顶面上；所述行走装置包括位于后部的两个驱动车轮以及位于前部两个从动车轮。优选的，所述可见光成像仪以及紫外成像仪的镜头前设置分光模块；所述分光模块用于将射入光线中的可见光分离出来传送至所述可见光成像仪，将所述射入光线中的紫外光分离出来传送至所述紫外成像仪。本专利技术还提供了一种应用于上述任意一项所述的巡检机器人的检测方法，包括：巡检机器人按照预设的路线行走、在预设的位置停止且按照预设的角度调整所述巡检机器人的云台的旋转方向，使得所述巡检机器人对准被检测设备并能够对所述被检测设备拍摄；针对被检测设备分别进行紫外以及可见光的拍摄，得到紫外图像以及可见光图像；将所述紫外图像与所述可见光图像融合，得到融合后的图像用于所述被检测设备的故障判定。进一步，在所述将所述紫外图像与所述可见光图像融合前，还包括：对所述可见光图像进行预处理，利用预存的设备图像或设备的特征点，从所述可见光图像中识别并提取出设备图像，将所述设备图像作为预处理后的可见光图像；对所述紫外图像进行预处理，对所述紫外图像中的紫外光斑进行定量分析，根据分析结果判定是否出现故障；并将判定为故障的紫外光斑的图像作为预处理后的紫外图像。从上面所述可以看出，本专利技术提供基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人及其检测方法，巡检机器人能够按照预设的信息自动寻找检测点进行拍摄，同时针对被检测的设备同时进行紫外、可见光拍摄，并从紫外图像中分析出故障隐患的紫外光斑图像，进而将紫外光斑图像和可见光图像进行融合并输出，用以检测所述设备的故障。这样，融合的图像中可以体现可见光拍摄的设备图像，反映光晕或电弧等故障隐患现象的紫外光斑图像，检测人员通过图像融合器显示的图像就可以方便地看出哪个设备具有故障隐患现象的紫外光斑，针对该设备采取维修措施，更便于检测人员进行设备故障的检测。附图说明图1为本专利技术实施例基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人的内部结构示意图；图3为本专利技术实施例法兰盘结构示意图；图4为本专利技术实施例所述紫外成像仪的内部结构示意图。图5为本专利技术实施例基于紫外可见光图像融合的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。附图1为本专利技术实施例基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人的整体结构示意图。附图2为本专利技术实施例基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人的另一结构示意图。本专利技术实施例公开了一种基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人，移动平台本体102、行走装置104、云台103、可见光成像仪201、紫外成像仪202以及图像融合器203，其中：移动平台本体102上设置有控制器101以及与控制器101连接的电池单元105和电机驱动装置107。所述控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人，其特征在于，包括移动平台本体、行走装置、云台、可见光成像仪、紫外成像仪以及图像融合器：所述移动平台本体上设置有控制器以及与所述控制器连接的电池单元和电机驱动装置；所述控制器用于控制所述巡检机器人沿预设的路线行走、在预设的位置停止并且按照预设的角度调整所述巡检机器人的云台的旋转方向；所述行走装置设置在所述移动平台本体底部并与所述控制器连接；所述云台设置在所述移动平台本体上方，并与所述控制器连接；所述可见光成像仪与所述控制器连接，用于拍摄并输出可见光图像；所述紫外成像仪与所述控制器连接，用于拍摄并输出紫外图像；所述图像融合器与所述可见光成像仪、所述紫外成像仪连接，用于融合所述可见光图像和所述紫外图像并显示；所述可见光成像仪、所述紫外成像仪以及所述图像融合器固定在所述云台上，所述可见光成像仪、所述紫外成像仪的镜头朝向同一方向。

【技术特征摘要】
2017.03.07 CN 20171013121651.一种基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人，其特征在于，包括移动平台本体、行走装置、云台、可见光成像仪、紫外成像仪以及图像融合器：所述移动平台本体上设置有控制器以及与所述控制器连接的电池单元和电机驱动装置；所述控制器用于控制所述巡检机器人沿预设的路线行走、在预设的位置停止并且按照预设的角度调整所述巡检机器人的云台的旋转方向；所述行走装置设置在所述移动平台本体底部并与所述控制器连接；所述云台设置在所述移动平台本体上方，并与所述控制器连接；所述可见光成像仪与所述控制器连接，用于拍摄并输出可见光图像；所述紫外成像仪与所述控制器连接，用于拍摄并输出紫外图像；所述图像融合器与所述可见光成像仪、所述紫外成像仪连接，用于融合所述可见光图像和所述紫外图像并显示；所述可见光成像仪、所述紫外成像仪以及所述图像融合器固定在所述云台上，所述可见光成像仪、所述紫外成像仪的镜头朝向同一方向。2.根据权利要求1所述的基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人，其特征在于，所述紫外成像仪包括：紫外CCD，用于将接收到的紫外光子信号转换为模拟电信号；水平驱动信号产生单元，与所述紫外CCD连接，用于为所述紫外CCD提供水平驱动电压；垂直驱动信号产生单元，与所述紫外CCD连接，用于为所述紫外CCD提供垂直驱动电压；偏置电压产生电路，与所述水平驱动信号产生单元、所述垂直驱动信号产生单元连接，用于为所述水平驱动信号产生单元、所述垂直驱动信号产生单元输出的电压提供偏置电压。3.根据权利要求2所述的基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人，其特征在于，所述紫外成像仪还包括：模拟视频信号处理单元，与所述紫外CCD连接，用于对所述紫外CCD输出的模拟电信号进行相关双采样、增益调整，并转换为数字信号输出；视频数据处理单元，与所述模拟视频信号处理单元连接，用于将所述模拟视频信号处理单元输出的数字信号进行格式转换。4.根据权利要求2所述的基于紫外可见光图像融合检测的巡检机器人，其特征在于，所述水平驱动信号产生单元包括：水平驱动时序发生子单元，用于输出水平时序信号；水平电压驱动电路，与所述水平驱动时序发生子单元连接，用于将所述水平时序信号转换为符合所述紫外CC...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴甜，
申请(专利权)人：北京瑞盈智拓科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11