[发明专利]一种电力巡检机器人的待识别仪器定位方法

说明书

本发明请求保护一种电力巡检机器人的待识别仪器定位方法，涉及图像处理应用技术领域，包括以下步骤：利用机器人在待识别仪表的预置停车进行拍照，设定每个位置需要在设定焦距下拍摄的图片数量，通过变换矩阵对仪表位置进行精确定位并提取表盘信息，然后对该区域进行二值化，找到指针所在位置并读数。本方法的特点：有较高的表盘位置读取精度，对图片的预处理要求低，对光照、阴影等干扰具有较强的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种电力巡检机器人的待识别仪器定位方法。

背景技术

在电力系统中，指针式仪表有着广泛的应用。在变电站，需要对仪表读数进行实时监控，以防止一些参数超标而发生意外。目前的巡检方法主要是人工巡检。人工巡检读数的效率低，误差大，危险性高。因此，需要发明一种通过巡检机器人获取图像、利用高效的图像处理技术获取仪表读数的方法，以提高效率，确保电力系统的安全运行。

变电站巡检机器人基于自主导航、精确定位的移动平台，集成可见光、红外、声音等传感器，根据所规划的路径，对需要巡检的仪表进行多方位的拍摄，并将检测到的仪表图像信息传输给巡检后台系统，巡检后台系统通过图像处理技术，完成仪表读数的自动识别。

现有技术中指针式仪表自动获取表盘信息方法的基本步骤是获取图像，再经过Hough变换提取表盘信息、图像二值化、提取颜色特征，sift算法，人手动剪裁，canny算子和最小二乘法等步骤实现指针式仪表变盘信息的获取和读数。

如201410074686.9提供了一种指针仪表读数识别方法及装置。首先对仪表进行定位，通过颜色提取了仪表环，然后通过计算环和中央的比例找到表盘，这个方法由于光照产生的颜色，或者其它物体的遮挡，都会导致这种方法出现误差，且表在自然环境下颜色脱落很快。我们的方法最大程度的保留了图像的信息，对光照等其它噪声有很好的鲁棒性。

如201310011025.7一种改进的变电站巡检机器人的多仪表读数识别方法。采用sift算法实现指针仪表的定位，Sift变换的时间消耗很大，且由于实际变电站的复杂结构一张图片sift提取的相同特征可能很多，会导致无法精确的提取表盘位置信息。

如201210043415.8一种用于移动机器人的类圆形指针仪表读数方法。需要提取表盘区域，用canny算子提取边缘点，若能够被提取的边界点个数大于阈值则采用最小二乘法拟合椭圆：对获得的椭圆进行过滤，得到表盘图像。阈值设置的好坏影响了最后的结果，对于光照等噪声对图像的影响，单一阈值将无法满足最后的结果，且时间复杂度大。

如201410579129.0用Hough做圆检测，使用加权平均法确定表盘圆心及半径。这在时间上消耗很大，而且加权导致结果不确定性，当针对仪表表面出现破损，光照出现的影子，或拍摄图像抖动较大时，该方法就存在很大的缺陷。

从以上分析，可看出在现有的指针式仪表自动读数方法中获取表盘信息是关键的一步，而如今大多是采用通用的方法，应用在实际问题中还存在着许多仍未解决的问题。现实中，由于机器人拍摄的图片不会出现散射和仿射的情况，仪表表盘只会在一个平面上移动，因此，我们有必要提供一种实际性更高效的仪表表盘等待识别仪器位置的获取方法来解决上述问题。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种光照、阴影等干扰具有较强鲁棒性，对预处理要求不高，对仪表表盘位置定位精度具有鲁棒性方法。本发明的技术方案如下：

一种电力巡检机器人的待识别仪器定位方法，包括以下步骤：

101、首先设定拍摄图片与模板图片对齐操作成功允许的偏移误差范围像素阈值，根据电力巡检机器人在待识别仪表仪器的预置停车定位误差范围，计算机器人的当前最近焦距(最近焦距指机器人所配置的相机拍摄图片最小倍数所在焦距位置)与最远焦距误差；