CN108839016A - 机器人巡检方法、存储介质、计算机设备及巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人巡检方法、存储介质、计算机设备及巡检机器人，涉及巡查监测技术，针对无法方便的基于实际环境依据实际需要对巡检路线进行更改的问题，提供了以下技术方案，包括获取巡检路线的预先影像视频；基于预先影像视频，构建巡检仿真空间，并在巡检仿真空间内模拟预先巡检轨迹；采集巡检路线的实际影像视频，在巡检仿真空间内模拟实际巡检轨迹；基于实际巡检轨迹与预先巡检轨迹的误差，计算巡检路线的实际误差；针对实际误差，在实际巡检环境中调整新路线校正误差。从而可以根据需要对巡检路线进行预先的录制，简单方便且更贴合实际巡检环境。

Description

机器人巡检方法、存储介质、计算机设备及巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡查监测技术，更具体地说，它涉及一种机器人巡检方法、存储介质、计算机设备及巡检机器人。

背景技术

机器人巡检是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以机器视觉—电磁场—GPS——GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台;具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据的机器人本体自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。

目前，申请号为CN107765695A的中国专利公开了一种巡检机器人和巡检系统，它包括：用于驱使巡检机器人沿预设路径移动的驱动装置，用于采集图像信息和音频信息的图像采集设备和声音采集设备，用于采集巡检机器人的周围环境信息的传感器组件，用于根据图像采集设备、声音采集设备和传感器组件采集的信息控制巡检机器人的控制装置，该预设路径可以是物理实体路径(如轨道、滑台)，也可以是软件程序中的虚拟控制路径。

这种巡检机器人虽然可以根据预设路径进行巡检，但是预设的路径无论是物理实体路径还是软件程序中的虚拟控制路径，都无法方便的基于实际环境依据实际需要对巡检路线进行更改，因此具有改进的空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种机器人巡检方法，以解决现有技术中巡检路线更改不够方便的问题，具有方便贴合实际环境设置巡检路线的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种机器人巡检方法，包括：

获取巡检路线的预先影像视频；基于预先影像视频，构建巡检仿真空间，并在巡检仿真空间内模拟预先巡检轨迹；采集巡检路线的实际影像视频，在巡检仿真空间内模拟实际巡检轨迹；基于实际巡检轨迹与预先巡检轨迹的误差，计算巡检路线的实际误差；针对实际误差，在实际巡检环境中调整新路线校正误差。

采用上述技术方案，在实际巡检之前，首先针对需要巡检路线的路线环境进行预先视频影像的录制，基于预先视频影像构建巡检仿真空间，在仿真空间内模拟出预先巡检轨迹，之后在实际巡检时采集实际巡检路线的影像视频，在巡检仿真空间内模拟实际巡检轨迹，比较实际巡检轨迹与预先巡检轨迹的误差，基于该误差计算巡检路线的实际误差，根据实际误差在实际巡检环境中调整新的巡检路线来校正误差，从而可以根据需要对巡检路线进行预先的录制，简单方便且更贴合实际巡检环境。

优选的，构建仿真空间包括，截取预先影像视频中的影像图片，之后在影像图片中提取两个参照物，依据所述两个参照物所确定的直线建立空间参照坐标。

采用上述技术方案，从预先影像视频中确立两个参照物，进而根据参照物进一步确立一个空间参照坐标，则所有的巡检路线都可以在空间参照坐标内进行表示。

优选的，模拟预先巡检轨迹包括，基于预先影像视频中相邻截取的影像图片，识别两影像图片中的相同参照物，依据两个所述的相同参照物建立空间参照坐标，并确定该空间参照坐标下两图片中先后巡检位置的坐标点，当前空间参照坐标下先后巡检位置的坐标点之间连线即为预先巡检轨迹。

采用上述技术方案，在预先视频影像中截取影像图片，相邻的影像图片中必然有相同的参照物，基于两个相同的参照物即可建立空间参照坐标，进而确定两个影像图片对应的巡检位置在空间参照坐标下的坐标点，则连线两个坐标点即为预先巡检轨迹的片段，连接所有截取的影像图片确定的坐标点即可模拟预先巡检轨迹。

优选的，模拟实际巡检轨迹包括，截取实际影像视频的视频图片，对比视频图片与影像图片的相似度，在相似度符合相似标准的两张视频图片以及影像图片中提取两个相同的参照物，依据两个相同的参照物建立空间参照坐标，在当前空间参照坐标中确定实际巡检位置的坐标点，相邻两张截取的视频图片确定的实际巡检位置的坐标点的连线即为实际巡检轨迹。

优选的，在计算实际巡检轨迹与预先巡检轨迹的误差时，首先筛选出相同空间参照坐标的轨迹点，基于相同空间参照坐标下的相对位置进行误差计算。

优选的，计算巡检路线的实际误差包括，基于巡检轨迹误差大小以及实际环境与仿真空间的大小比例进行倍数放大。

优选的，该方法还包括：

机器人根据预定的、在实际巡检环境中的运动策略，在实际巡检环境中运动以拍摄所述预先影像视频，所述运动策略包括：以所设定的运动起点位置、机器人的RFID读卡模组对实际巡检环境中所设置的若干电子标签的数据读取情况，以及机器人的陀螺仪所感应得到的、所述机器人的运动方向信息，共同确定所述机器人的运动路线，并通过图像识别所获得的运动路线上的障碍物信息，修正所述运动路线。针对现有技术存在的不足，本发明的第二目的在于提供一种存储介质，具有在处理器调用运用后方便贴合实际环境设置巡检路线的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种存储介质，用于存储指令集，

所述指令集用于供任意处理器调用以进行如上所述机器人巡检方法的处理。

针对现有技术存在的不足，本发明的第三目的在于提供一种巡检系统，具有方便贴合实际环境设置巡检路线的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种巡检系统，包括如上所述的存储介质，以及用于调用所述存储介质中指令集的第一处理器。

针对现有技术存在的不足，本发明的第四目的在于提供一种巡检机器人，具有方便贴合实际环境设置巡检路线的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种巡检机器人，包括如上所述的存储介质，以及用于调用所述存储介质中指令集的第二处理器。

综上所述，本发明具有以下有益效果： 可以根据需要对巡检路线进行预先的录制，简单方便且更贴合实际巡检环境。

附图说明

图1为本发明中机器人巡检方法的原理框图。

图中：S1、步骤一；S2、步骤二；S3、步骤三；S4、步骤四；S5、步骤五。

具体实施方式

打算将下文结合附图阐述的详细说明作为本发明各种实施例的说明，而不打算表示本发明仅可实践为所述实施例。出于提供对本发明全面了解的目的，所述详细说明包含具体细节。然而，所属技术领域中的技术人员应易于了解，本发明可不借助这些具体细节而实践。

一种机器人巡检方法，参照图1，包括如下步骤：

S1、获取巡检路线的预先影像视频；

S2、基于预先影像视频，构建巡检仿真空间，并在巡检仿真空间内模拟预先巡检轨迹；

S3、采集巡检路线的实际影像视频，在巡检仿真空间内模拟实际巡检轨迹；

S4、基于实际巡检轨迹与预先巡检轨迹的误差，计算巡检路线的实际误差；

S5、针对实际误差，在实际巡检环境中调整新路线校正误差。

步骤一具体为，首先提前录制巡检路线的路线视频，包括巡检路线经过的各个视角的周围环境，机器人根据预定的、在实际巡检环境中的运动策略，在实际巡检环境中运动以拍摄预先影像视频。该运动策略包括：以所设定的运动起点位置、机器人的RFID读卡模组对实际巡检环境中所设置的若干电子标签的数据读取情况，以及机器人的陀螺仪所感应得到的、机器人的运动方向信息，共同确定机器人的运动路线，并通过图像识别所获得的运动路线上的障碍物信息，修正运动路线。

在构建仿真空间时，从预先影像视频中确定截取影像图片，之后从影像图片中提取两个参照物，依据两个参照物确定的直线继而建立空间参照坐标，则所有的巡检路线都可以在空间参照坐标内进行表示。

模拟预先巡检轨迹包括，基于预先影像视频中相邻截取的影像图片，识别两影像图片中的相同参照物，依据两个所述的相同参照物建立空间参照坐标，并确定该空间参照坐标下两图片中先后巡检位置的坐标点，当前空间参照坐标下先后巡检位置的坐标点之间连线即为预先巡检轨迹。

在预先视频影像中截取影像图片，相邻的影像图片中必然有相同的参照物，基于两个相同的参照物即可建立空间参照坐标，进而确定两个影像图片对应的巡检位置在空间参照坐标下的坐标点，则连线两个坐标点即为预先巡检轨迹的片段，连接所有截取的影像图片确定的坐标点即可模拟预先巡检轨迹。

模拟实际巡检轨迹包括，截取实际影像视频的视频图片，对比视频图片与影像图片的相似度，在相似度符合相似标准的两张视频图片以及影像图片中提取两个相同的参照物，依据两个相同的参照物建立空间参照坐标，在当前空间参照坐标中确定实际巡检位置的坐标点，相邻两张截取的视频图片确定的实际巡检位置的坐标点的连线即为实际巡检轨迹。

在对比视频图片与影像图片的相似度时， (1)用基于DCT的hash方法分别计算待比较的两个图片的hash值；(2)计算两个hash值之间的汉明距离dis_h；(3)若汉明距离不在设定范围内，直接通过公式计算两图片的相似度；(4)若汉明距离在设定范围内，再用基于径向投影的hash方法计算hash值；(5)计算上一步得到的hash值的皮尔逊相关系数，并结合第二步得到的汉明距离计算两图片的相似度。

在计算实际巡检轨迹与预先巡检轨迹的误差时，首先筛选出相同空间参照坐标的轨迹点，基于相同空间参照坐标下的相对位置进行误差计算。具体包括：在上述空间参照坐标中，同时模拟出实际巡检轨迹以及预先巡检轨迹，在二者轨迹未重叠时，依据轨迹的相对位置进行误差计算。

计算巡检路线的实际误差包括：计算实际巡检环境与仿真空间的大小比例，将实际巡检轨迹以及预先巡检轨迹的误差乘以所述大小比例进行放大计算。在计算出巡检路线的实际误差后，即对新巡检路线进行调整校正。

相应的，本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现如上所述的机器人巡检方法。

相应的，本发明实施例还提供一种计算机设备，其包括处理器、存储器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上所述的机器人巡检方法。

相应的，本发明实施例还提供一种巡检机器人，包括如上计算机设备。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机器人巡检方法，其特征在于，包括：

获取巡检路线的预先影像视频；

基于预先影像视频，构建巡检仿真空间，并在巡检仿真空间内模拟预先巡检轨迹；

采集巡检路线的实际影像视频，在巡检仿真空间内模拟实际巡检轨迹；

基于实际巡检轨迹与预先巡检轨迹的误差，计算出巡检路线的实际误差；

根据实际误差，在实际巡检环境中调整新巡检路线以校正误差。

2.根据权利要求1所述的机器人巡检方法，其特征在于，所述构建仿真空间包括：

截取预先影像视频中的影像图片；

在所述影像图片中提取两个参照物，依据所述两个参照物所确定的直线建立空间参照坐标。

3.根据权利要求2所述的机器人巡检方法，其特征在于，所述模拟预先巡检轨迹包括：

基于预先影像视频中相邻截取的影像图片，识别两影像图片中的相同参照物；

依据两个所述的相同参照物建立空间参照坐标，并确定该空间参照坐标下两影像图片中先后巡检位置的坐标点，将当前空间参照坐标下先后巡检位置的坐标点之间的连线作为预先巡检轨迹。

4.根据权利要求3所述的机器人巡检方法，其特征在于，所述模拟实际巡检轨迹包括：

截取实际影像视频的视频图片，对比所述视频图片与所述影像图片的相似度；

在相似度符合相似标准的两张视频图片以及所述影像图片中提取两个相同的参照物，依据两个相同的参照物建立空间参照坐标，在当前空间参照坐标中确定实际巡检位置的坐标点，将相邻两张截取的视频图片确定的实际巡检位置的坐标点的连线即作为实际巡检轨迹。

5.根据权利要求4所述的机器人巡检方法，其特征在于，计算出实际巡检轨迹与预先巡检轨迹的误差包括：

在由权利要求4所述建立的空间参照坐标中，同时模拟出实际巡检轨迹以及预先巡检轨迹，在二者轨迹未重叠时，依据轨迹的相对位置进行误差计算。

6.根据权利要求4所述的机器人巡检方法，其特征在于，计算巡检路线的实际误差包括：

计算实际巡检环境与仿真空间的大小比例，将实际巡检轨迹以及预先巡检轨迹的误差乘以所述大小比例进行放大计算。

7.根据权利要求1所述的机器人巡检方法，其特征在于，该方法还包括：

机器人根据预定的、在实际巡检环境中的运动策略，在实际巡检环境中运动以拍摄所述预先影像视频，所述运动策略包括：以所设定的运动起点位置、机器人的RFID读卡模组对实际巡检环境中所设置的若干电子标签的数据读取情况，以及机器人的陀螺仪所感应得到的、所述机器人的运动方向信息，共同确定所述机器人的运动路线，并通过图像识别所获得的运动路线上的障碍物信息，修正所述运动路线。

8.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1~7任一项所述的机器人巡检方法。

9.一种计算机设备，其特征在于，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~7任一项所述的机器人巡检方法。

10.一种巡检机器人，其特征在于，包括如权利要求9所述的计算机设备。