[发明专利]纺织车间智能抄表机器人

摘要

本发明涉及一种纺织车间智能抄表机器人，包括无线收发接口、定位设备、机器人驱动设备、智能抄表设备和单片机，无线收发接口与定位设备连接以无线发送定位设备实时确定的机器人当前位置，还与机器人驱动设备连接以基于无线接收的驱动控制信号控制机器人驱动设备，机器人驱动设备用于根据驱动控制信号驱动机器人到抄表位置，智能抄表设备用于采集、识别抄表位置处的纺织车间仪表的当前读数，单片机与无线收发接口和智能抄表设备分别连接，用于将当前读数转发给无线收发接口以进行无线发送。通过本发明，能够替代繁琐的人工读表操作，自动对纺织车间内部各种仪表设备进行智能化读表。

主权项

一种纺织车间智能抄表机器人，所述机器人包括无线收发接口、定位设备、机器人驱动设备、智能抄表设备和单片机，所述无线收发接口与所述定位设备连接以无线发送所述定位设备实时确定的机器人当前位置，还与所述机器人驱动设备连接以基于无线接收的驱动控制信号控制所述机器人驱动设备，所述机器人驱动设备用于根据所述驱动控制信号驱动所述机器人到抄表位置，所述智能抄表设备用于采集、识别所述抄表位置处的纺织车间仪表的当前读数，所述单片机与所述无线收发接口和所述智能抄表设备分别连接，用于将所述当前读数转发给所述无线收发接口以进行无线发送；其特征在于，所述机器人还包括：USB通信接口，用于插入外部U盘，接收所述外部U盘内置的各种纺织车间仪表的图像模板，每一种纺织车间仪表的图像模板包括对应类型仪表的图像轮廓、最大值位置、零值位置和指针形状；存储设备，与所述USB通信接口连接，以接收所述各种纺织车间仪表的图像模板，还用于存储仪表上限灰度阈值、仪表下限灰度阈值、预定温度范围和预定湿度范围，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纺织车间仪表和背景分离；温湿度检测设备，包括温度检测器和湿度检测器，用于分别检测所述机器人当前位置的实时温度和实时湿度；所述机器人驱动设备包括电机驱动器、直流电机和两个驱动轮，所述电机驱动器与所述无线收发接口连接以接收所述驱动控制信号并将所述驱动控制信号转换为电机驱动信号，所述直流电机与所述电机驱动器和所述两个驱动轮分别连接，用于在所述电机驱动信号的控制下运转，为所述两个驱动轮提供驱动动力；所述智能抄表设备包括图像采集器和图像处理器，所述图像采集器用于采集所述抄表位置处的纺织车间仪表的仪表图像，所述图像处理器与所述图像采集器和所述存储设备分别连接，用于基于所述仪表图像识别所述抄表位置处的纺织车间仪表的当前读数；所述图像处理器包括对比度增强单元、灰度处理单元、自适应递归滤波单元、仪表图像分割单元、仪表类型匹配单元和仪表读数识别单元，所述对比度增强单元与所述图像采集器连接，以对所述仪表图像执行对比度增强处理，输出增强图像，所述灰度处理单元与所述对比度增强单元连接，以对所述增强图像执行灰度化处理，输出灰度图像，所述自适应递归滤波单元与所述灰度处理单元连接，以对所述灰度图像执行自适应递归滤波，输出滤波图像，所述仪表图像分割单元与所述自适应递归滤波单元和所述存储设备分别连接，以将滤波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子图像，所述仪表类型匹配单元与所述仪表图像分割单元和所述存储设备分别连接，在所述存储设备所存储的各种纺织车间仪表的图像模板中寻找与所述仪表子图像匹配的目标仪表图像模板，所述仪表读数识别单元与所述仪表类型匹配单元和所述仪表图像分割单元分别连接，基于所述目标仪表图像模板和所述仪表子图像确定并输出当前读数；所述单片机的型号为PIC16F946，与所述存储设备、所述温湿度检测设备和所述图像处理器分别连接，在所述实时温度超出所述预定温度范围时，发出温度过限报警信号，在所述实时湿度超出所述预定湿度范围时，发出湿度过限报警信号，并接收所述当前读数以转发给所述无线收发接口；其中，所述两个驱动轮为所述机器人的两个后轮，所述机器人还包括两个前轮，所述两个前轮为两个万向轮，所述对比度增强单元、所述灰度处理单元、所述自适应递归滤波单元、所述仪表图像分割单元、所述仪表类型匹配单元和所述仪表读数识别单元分别采用独立的FPGA器件来实现，所述无线收发接口将所述机器人当前位置和所述当前读数无线发送给远端的纺织车间管理平台，并从所述纺织车间管理平台处无线接收所述驱动控制信号；其中，所述基于所述目标仪表图像模板和所述仪表子图像确定并输出当前读数包括，根据所述目标仪表图像模板中的指针形状在所述仪表子图像中寻找指针在所述仪表子图像中表盘的位置，并基于所述目标仪表图像模板和所述仪表子图像的对应关系将所述指针在所述仪表子图像中表盘的位置映射到所述指针在所述目标仪表图像模板中表盘的位置，并基于所述指针在所述目标仪表图像模板中表盘的位置、所述目标仪表图像模板中的最大值位置和所述目标仪表图像模板中的零值位置确定所述当前读数；用户输入设备，用于根据用户的操作，输入所述预定温度范围和所述预定湿度范围，所述用户输入设备还与所述存储设备连接以将所述预定温度范围和所述预定湿度范围输入到所述存储设备；静电检测仪，用于实时检测纺织车间内的纺织设备的静电数值，所述静电检测仪还与所述无线收发接口连接以无线发送所述静电数值。