[发明专利]用于自动读表的变电站巡检机器人

摘要

本发明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，还分别与存储设备和图像处理设备连接，用于控制巡检机器人的自动读表。通过本发明，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。

主权项

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，还分别与所述存储设备和所述图像处理设备连接，用于控制所述巡检机器人的自动读表；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、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，所述目标识别单元分别与所述预处理单元和所述存储设备连接，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，所述模板匹配单元分别与所述目标识别单元和所述存储设备连接，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分别与所述目标识别单元和所述模板匹配单元连接，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分别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；其中，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；可充电锂电池，为所述巡检机器人提供供电电源；所述无线通讯接口为WiFi无线通信接口、ZigBee无线通信接口和GPRS无线通信接口中的一种；所述DSP与所述语音识别设备、所述无线通讯接口、所述GPS导航设备、所述存储设备和所述图像处理设备集成在一块集成电路板上；采用北斗星导航设备替换所述GPS导航设备。