[发明专利]一种基于图像信息的水冷壁爬壁机器人定位方法

说明书

本发明公开了一种基于图像信息的水冷壁爬壁机器人定位方法，涉及机器人定位技术领域。该基于图像信息的水冷壁爬壁机器人定位方法包括以下步骤：放置机器人、信息获取、信息分析、获得目标点、区域划分、获取定位信息，所述S2中对待检测水冷壁面进行检测时，在作业面区域的左下角固定克表示的标记作为整个作业区域的假设原点，S2中将摄像头拍摄的图像进行去畸变处理，再通过对作业区域图像进行图像识别，确定水冷壁管最突出的点组成的母线在图像中的像素位置及爬璧机器人在图像中所处的像素位置，不同于传统定位方式，设计了一套定位方法以适用于水冷壁场景，通过图像识别技术对水冷壁作业区域进行区域划分。

技术领域

本发明涉及机器人定位技术领域，具体为一种基于图像信息的水冷壁爬壁机器人定位方法。

背景技术

火电锅炉的水冷壁管的可靠性直接影响电厂机组的安全有效运行，同时水冷壁管不可避免地会被腐蚀和磨损，从而降低其有效承载能力和安全性，为保证设备使用安全，需定期对水冷壁管壁进行检测与维护。人工检测方式通过检测人员手持超声波等检测仪完成，需要检测人员进入锅炉内部，工作环境恶劣，危险程度高，检测过程中通常无法一人完成，需要多人协作，并且存在工作量大、检测质量和检测人员的技能水平和工作态度关系很大。人工检测过程中，若发现故障点，需通过喷涂等标记方式进行记录，维修人员维修过程中还需重新寻找记录点位置进行维修，整个过程效率很低。适用于水冷壁场景的爬壁机器人进行检测作业能够快速准确地进行检测作业，描述或标记机器人所检测到的异常点位置，一般采用做标记点和坐标位置描述的方式，利用标记点的方式标记异常点需要额外增加标记喷涂装置，增加此类装置会使机器人结构复杂，并且喷涂点具有大小难以控制，容易模糊等缺点。坐标位置描述的方式既可以表达异常点的位置，又可以用于机器人运动过程中的定位。因此，有必要设计一种新的定位方法，保证定位精度，使其适用于水冷壁检测的爬壁机器人定位场景。

传统的定位方法多采用里程计配合惯导传感器获得定位结果，无法完全避免累积误差，在水冷壁壁面运动过程中，跨管造成的惯导信息波动难以处理，容易造成定位误差。因水冷壁本身的结构特征，传统的连续坐标表示方式既会造成信息浪费，又不适应水冷壁爬壁机器人的定位要求。水冷壁管管间距无法保证完全相同，横向距离信息无法转换为管号信息。

鉴于此，本发明旨在提供一种基于图像信息的水冷壁爬壁机器人定位方法，消除传统定位方法中的累计误差，配合相应的定位信息表达方式，以达到水冷壁作业场景的爬壁机器人定位要求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于图像信息的水冷壁爬壁机器人定位方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于图像信息的水冷壁爬壁机器人定位方法，该基于图像信息的水冷壁爬壁机器人定位方法包括以下步骤：

S1、放置机器人，先对爬璧机器人所有的功能进行调试，确保所有功能可以正常使用后将爬璧机器人放置在需要检测定位的壁面上，启动爬璧机器人。

S2、信息获取，通过爬璧机器人上设置的摄像头获得包含作业面及爬璧机器人的图像信息，通过图像识别技术获得水冷壁管和爬璧机器人在图像中的像素信息。

S3、信息分析，通过将图像信息进行利用，结合多传感器融合信息，最终获得定位信息。

S4、获得目标点，将作业面中单一水冷壁管最突出的点组成的母线定义为一水冷壁的检测母线，爬璧机器人一次检测母线为参考，获得目标点的横向信息。

S5、区域划分，高度信息以图像中检测母线间隔的平均值进行划分，每隔固定高度值使用高度标准线进行标注，从而将作业面图像划分为若干矩形区域，以检测母线和高度标准线为基准，以基准值和偏移量组合确定目标点的准确位置，目标点表现形式为：

（X₀,Y₀）：（offset_x,offset_y）