CN109002045B - 一种智能巡检机器人的巡检定位方法及巡检定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能巡检机器人的巡检定位方法及巡检定位系统，包括：获取列车整个车底图像及对应的里程信息；比较车底图像与预设图像，识别指定部位；确定指定部位的里程信息；根据指定部位的里程信息控制巡检机器人行驶至指定部位。本发明的智能巡检机器人的巡检定位方法通过采用扫描整个车底，获取列车的车底图像及对应里程信息，比较车底图像与预设图像，初步识别指定部位，确定指定部位的里程信息，根据指定部位的里程信息直接行驶至指定部位，再通过位置的精细微调，定位指定部位，实现自动高效精准地识别定位指定部位，使列车检查全面、彻底，提高了列车检修效率及检修质量，消除了安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于智能机器人领域，更具体地，涉及一种智能巡检机器人的巡检定位方法及巡检定位系统。
背景技术
随着技术的发展，以及绿色出行的提倡，乘坐火车、地铁、轻轨等有轨车辆出行的人们越来越多，因此，保证有轨车辆的安全性和可靠性是至关重要的。目前在轨道交通领域，车底检查还没有实现指定部件的自动定位，只能依靠人工进行车底部位的检查检修或者利用录入的车底视频进行检查。但是人工检查不论是亲身钻入车底检查，还是使用人工车底检查设备，检查效率低，检查不全面，难以有效消除安全隐患，且比较费时；而观看视频方式排查故障也不是很可靠，毕竟车底的零部件太多，由于视频拍摄角度和光线都很容易造成视频模糊和遗漏某部位没有录入视频的可能，造成潜在隐患未能及时排除等。
因此，如何实现高效精确的定位指定部位，提高检查效率成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种效率高、准确度高的智能巡检机器人的巡检定位方法及巡检定位系统。
为了实现上述目的，本发明提供一种智能巡检机器人的巡检定位方法，包括：获取列车整个车底图像及对应的里程信息；比较所述车底图像与预设图像，识别指定部位；确定所述指定部位的里程信息；根据所述指定部位的里程信息控制所述巡检机器人行驶至所述指定部位。
优选的，获得相邻指定部位之间的距离信息，当所述巡检机器人拍摄完所述指定部位后，所述巡检机器人根据所述距离信息行驶至下一个指定部位。
优选的，在根据所述指定部位的里程信息控制所述巡检机器人行驶至所述指定部位后，进一步调整所述巡检机器人的定位，包括：采集指定部位的图像；比较所述指定部位的图像与指定部位的预设图像；根据比较结果，控制所述巡检机器人进行位置的精确调整。
优选的，所述获取列车整个车底图像及对应的里程信息包括：控制所述巡检机器人沿所述列车底部的一端行驶至所述列车底部的另一端，扫描所述列车底部图像，同时记录里程信息，所述里程信息与所述图像信息对应。
优选的，所述巡检机器人通过工业线阵相机扫描所述列车底部，获取所述列车整个车底图像。
优选的，根据采集的每帧图像对应的实际宽度和采集速度，计算行驶距离，从而获取对应的里程信息。
优选的，根据所述智能巡检机器人的里程计信息获取对应的里程信息。
优选的，获取列车整个车底图像之前，包括：获取所述列车的特征信息；根据所述特征信息在数据库中提取所述列车的检测信息；其中，所述检测信息包括：所述巡检机器人的初始位置及所述列车的待检的指定部位。
为了实现上述目的，本发明还提供一种智能巡检机器人的巡检定位系统，所述巡检定位系统包括中央控制器、图像信息采集单元、位置追踪单元，其中，所述图像信息采集单元和位置追踪单元与中央控制器通信相连；所述图像信息采集单元用于扫描列车整个车底，获得所述列车的整个车底图像并将所述车底图像发送至所述中央控制器；所述中央控制器接收来自于所述图像信息采集单元的所述车底图像，识别指定部位，并确定所述指定部位的里程信息；所述位置追踪单元根据所述指定部位的里程信息行驶至所述指定部位。
优选的，所述中央控制器接收来自于所述图像信息采集单元的图像比较结果，根据所述图像比较结果，控制所述巡检机器人进行位置的精确调整。
本发明的有益效果在于：本发明的智能巡检机器人的巡检定位方法及巡检定位系统通过扫描列车整个车底，获取列车车底的图像及对应的里程信息，比较车底图像与预设图像，初步识别指定部位并确定指定部位的里程信息，根据指定部位的里程信息直接行驶至指定部位，实现自动高效精准地识别定位指定部位，使列车检查全面、彻底，提高了列车检修效率及检修质量，消除了安全隐患。
本发明的智能巡检机器人的巡检定位方法及巡检定位系统通过获得相邻指定部位之间的距离信息，当巡检机器人拍摄完当前指定部位后，根据距离信息行驶至下一个指定部位，减少了行驶累计误差，提高了识别定位的效率。
本发明的智能巡检机器人的巡检定位方法及巡检定位系统在巡检机器人直接行驶至初步识别的指定部位后，通过采集指定部位的图像，将采集的图像与预设图像做比较，根据比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整，进一步提高了识别定位的准确度，提高了列车检修的效率及检修质量。
本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的智能巡检机器人的巡检定位方法的流程图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的智能巡检机器人的巡检定位系统的结构框图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的智能巡检机器人的巡检定位方法，包括：获取列车整个车底图像及对应的里程信息；比较车底图像与预设图像，识别指定部位；确定指定部位的里程信息；根据指定部位的里程信息控制巡检机器人行驶至指定部位。
具体地，在列车整个车体上布置线阵扫描模块，可以是红外扫描、可见光成像、3D成像、激光成像，巡检机器人通过初步扫描整个车底，获取整个车底图像，采集的每帧图像对应一个实际的宽度，根据实际宽度和采集的帧数，即可确定对应的里程信息，比较车底图像和预设图像，根据指定部位的识别特征，识别指定图像，确定指定部位的里程，然后根据指定部位的里程信息直接行驶至指定部位，进行指定部位的拍摄。
根据示例性的实施方式，智能巡检机器人的巡检定位方法通过扫描整个车底，初步识别指定部位，确定对应里程信息，再次直接行驶至指定部位进行指定部位的拍摄，实现自动高效精准地识别定位指定部位，使列车检查全面、彻底，提高了列车检修效率及检修质量，消除了安全隐患。
作为优选方案，获得相邻指定部位之间的距离信息，当巡检机器人拍摄完指定部位后，巡检机器人根据距离信息行驶至下一个指定部位。
在一个示例中，根据对应指定部位的里程信息，计算相邻指定部位之间的距离信息。
在一个示例中，根据列车结构及指定部位在列车的位置，计算相邻指定部位之间的距离信息，并保存距离信息。
具体的，当巡检机器人拍摄完当前指定部位后，根据距离信息，直接行驶至下一个指定部位，减少了行驶累计误差，提高了巡检定位效率。
作为优选方案，在根据指定部位的里程信息控制巡检机器人行驶至指定部位后，进一步调整巡检机器人的定位，包括：采集指定部位的图像；比较指定部位的图像与指定部位的预设图像；根据比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整。
在一个示例中，进行位置的精确调整，直至指定部位的图像与指定部位的预设图像完全匹配。
具体的，巡检机器人行驶至指定部位后，通过采集指定部位的图像，比较指定部位的图像与指定部位的预设图像，根据比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整。
通过工业摄像机实时采集车底图像，工业摄像机是一种适用于智能交通、治安卡口、高清电子警察系统、工业检测、半导体检测、印制板检测、食品饮料检测等众多领域的高分辨率彩色数字摄像机。它具有传输速度快、色彩还原性好、成像清晰等特点，不但能够方便拍摄显微图像，而且能够测量拍摄物体的长度、角度、面积等系列参数。工业摄像机具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力。工业摄像机按摄像器件划分为电真空摄像器件(即摄像管)摄像机和固体摄像器件(CCD器件、CMOS器件)摄像机两大类。
根据示例性的实施方式的智能巡检机器人的巡检定位方法通过行驶至指定部位后，进行位置的精细调整，进一步提高了识别定位的准确度，提高了列车检修的效率及检修质量。
作为优选方案，所述获取列车整个车底图像及对应的里程信息包括：控制所述巡检机器人沿所述列车底部的一端行驶至所述列车底部的另一端，扫描所述列车底部图像，同时记录里程信息，所述里程信息与所述图像信息对应。
作为优选方案，巡检机器人通过工业线阵相机扫描列车底部，获取列车整个车底图像。
作为优选方案，根据采集的每帧图像对应的实际宽度和采集速度，计算行驶距离，从而获取对应的里程信息。
具体的，扫描装置每次只采集的一帧图像，将多帧图像罗列在一起形成了完整的采集图像，每帧图像对应一个实际宽度，例如每帧图像对应的实际宽度是0.5mm/次，采集速度是100次/s，如果第40s采集的图像包括指定部位，那么巡检机器人行驶至该指定部位的行驶距离是0.5mm/次*100次/s*40s＝2m，从而该指定部位的里程信息是2m。
作为优选方案，根据智能巡检机器人的里程计信息获取对应的里程信息。
具体的，当识别出指定部位时，通过智能巡检机器人自带的里程计获得当前的里程信息，作为指定部位对应的里程信息，但是使用里程计容易积累误差，配合使用位置精细调整，提高定位的准确度。
在一个示例中，巡检机器人以恒定的速度行驶，当识别出指定部位时，获取已行驶的时间，已行驶的时间*恒定的速度＝里程信息，该里程信息的计算方法准确度高。
在一个示例中，通过GPS定位巡检机器人，也可以获得对应的里程信息，但是误差较大。
作为优选方案，获取列车整个车底图像之前，包括：获取列车的特征信息；根据特征信息在数据库中提取列车的检测信息；其中，检测信息包括：所述巡检机器人的初始位置及列车的待检的指定部位。
具体的，列车驶进检测区域后，通过获取列车的特征信息，在数据库中提取该车对应的巡检机器人的初始位置及该车的待检的指定部位，以便准确的定位检测。
根据本发明的智能巡检机器人的巡检定位系统包括：巡检定位系统包括中央控制器、图像信息采集单元、位置追踪单元，其中，图像信息采集单元和位置追踪单元与中央控制器通信相连；图像信息采集单元用于扫描列车整个车底，获得列车的整个车底图像并将车底图像发送至中央控制器；中央控制器接收来自于图像信息采集单元的车底图像，识别指定部位，并确定指定部位的里程信息；位置追踪单元根据指定部位的里程信息行驶至指定部位。
具体的，巡检机器人包括机器人中央控制器、图像信息采集单元、位置追踪单元，图像信息采集单元和位置追踪单元与中央控制器通信相连；图像信息采集单元包括3D成像单元、图像信息采集单元和图像识别单元；3D成像单元用于扫描列车底部的整体图像，获取车底图像后，将车底图像发送至中央控制器。
图像信息采集单元用于在巡检机器人行驶至指定部位后，采集指定部位的图像，将采集的图像发送至图像识别单元。
图像识别单元用于接收摄像单元的图像，将图像与预设图像做比较，输出比较结果发送至中央控制器。
中央控制器接收3D成像单元的车底图像，将车底图像与预设图像做比较，识别指定部位，并计算指定部位的对应里程信息；接收图像识别单元的比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整，精确调整完后，发送指令至运动部件，运动部件前端设有一摄像设备，运动部件进行多角度拍摄，包括正面拍摄、左侧面垂直90度拍摄、右侧面垂直90度拍摄、前面垂直90度拍摄、后面垂直90度拍摄等。
根据示例性的实施方式的智能巡检机器人的巡检定位系统通过图像信息采集单元扫描列车整个车底，获取列车车底的图像发送给中央控制器，中央控制器根据车底图像获得对应的里程信息，并比较车底图像与预设图像，初步识别指定部位并确定指定部位的里程信息，位置追踪单元根据指定部位的里程信息直接行驶至指定部位，实现自动高效精准地识别定位指定部位，使列车检查全面、彻底，提高了列车检修效率及检修质量，消除了安全隐患。
作为优选方案，中央控制器接收来自于所述图像信息采集单元的图像比较结果，根据图像比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整。
根据示例性的实施方式的智能巡检机器人的巡检定位系统在巡检机器人直接行驶至初步识别的指定部位后，中央控制器接收来自于图像信息采集单元的车底图像与预设图像的比较结果，根据比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整，进一步提高了识别定位的准确度，提高了列车检修的效率及检修质量。
实施例
图1示出了根据本发明的一个实施例的智能巡检机器人的巡检定位方法的流程图，图2示出了根据本发明的又一个实施例的智能巡检机器人的巡检定位系统的结构框图。
如图1所示，该智能巡检机器人的巡检定位方法包括：S102：获取列车整个车底图像及对应的里程信息；S104：比较车底图像与预设图像，识别指定部位；S106：确定指定部位的里程信息；S108：根据指定部位的里程信息控制巡检机器人行驶至指定部位。
其中，获得相邻指定部位之间的距离信息，当巡检机器人拍摄完指定部位后，巡检机器人根据距离信息行驶至下一个指定部位。
其中，在根据指定部位的里程信息控制巡检机器人行驶至指定部位后，进一步调整巡检机器人的定位，包括：采集指定部位的图像；比较指定部位的图像与指定部位的预设图像；根据比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整。
其中，获取列车整个车底图像及对应的里程信息包括：控制巡检机器人沿所述列车底部的一端行驶至列车底部的另一端，扫描列车底部图像，同时记录里程信息，里程信息与所述图像信息对应。
其中，巡检机器人通过工业线阵相机扫描列车底部，获取列车整个车底图像。
其中，根据采集的每帧图像对应的实际宽度和采集速度，计算行驶距离，从而获取对应的里程信息。
其中，根据智能巡检机器人的里程计信息获取对应的里程信息。
其中，获取列车整个车底图像之前，包括：获取列车的特征信息；根据特征信息在数据库中提取列车的检测信息；其中，检测信息包括：所述巡检机器人的初始位置及列车的待检的指定部位。
该智能巡检机器人的巡检定位方法的工作过程如下：通过红外扫描整个车底图像，获取车底图像和对应里程信息，比较车底图像与预设图像，识别指定部位，并确定指导部位的对应里程信息，根据里程信息，直接行驶至指定部位，到达指定部位后，采集指定部位的图像，比较指定部位的图像与指定部位的预设图像，根据比较结果，进行位置的精确调整，直至指定部位的图像与预设图像匹配，进行多角度拍摄指定部位。
如图2所示，该智能巡检机器人的巡检定位系统包括：巡检定位系统包括中央控制器206、图像信息采集单元202、位置追踪单元204，其中，图像信息采集单元202和位置追踪单元204与中央控制器206通信相连；图像信息采集单元202用于扫描列车整个车底，获得列车的整个车底图像并将车底图像发送至中央控制器206；中央控制器206接收来自于图像信息采集单元202的车底图像，识别指定部位，并确定指定部位的里程信息；运动部件242根据指定部位的里程信息行驶至指定部位。
其中，中央控制器206接收来自于图像信息采集单元202的图像比较结果，根据图像比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整。
该智能巡检机器人的巡检定位系统的工作过程如下：3D成像单元通过红外扫描整个车底图像，获取车底图像，将车底图像发送至中央控制器206，中央控制器206确定对应的里程信息，比较车底图像与预设图像，识别指定部位，并确定指导部位的对应里程信息，根据里程信息，控制巡检机器人直接行驶至指定部位，到达指定部位后，图像信息采集单元202采集指定部位的图像，图像识别单元224比较指定部位的图像与指定部位的预设图像，将比较结果发送至中央控制器206，中央控制器206根据比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整，直至指定部位的图像与预设图像匹配，发送指令至运动部件242，运动部件242的摄像设备进行多角度拍摄指定部位。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (8)
1.一种智能巡检机器人的巡检定位方法，其特征在于，包括：
获取列车整个车底图像及对应的里程信息；
比较所述车底图像与预设图像，识别指定部位；
确定所述指定部位的里程信息；
根据所述指定部位的里程信息控制所述巡检机器人行驶至所述指定部位；
其中，在根据所述指定部位的里程信息控制所述巡检机器人行驶至所述指定部位后，进一步调整所述巡检机器人的定位，包括：
采集指定部位的图像；
比较所述指定部位的图像与指定部位的预设图像；
根据比较结果，控制所述巡检机器人进行位置的精确调整。
2.根据权利要求1所述的智能巡检机器人的巡检定位方法，其特征在于，进一步包括：
获得相邻指定部位之间的距离信息，当所述巡检机器人拍摄完所述指定部位后，所述巡检机器人根据所述距离信息行驶至下一个指定部位。
3.根据权利要求1所述的智能巡检机器人的巡检定位方法，其特征在于，所述获取列车整个车底图像及对应的里程信息包括：
控制所述巡检机器人沿所述列车底部的一端行驶至所述列车底部的另一端，扫描所述列车底部图像，同时记录里程信息，所述里程信息与所述图像信息对应。
4.根据权利要求1所述的智能巡检机器人的巡检定位方法，其特征在于，所述巡检机器人通过工业线阵相机扫描所述列车底部，获取所述列车整个车底图像。
5.根据权利要求1所述的智能巡检机器人的巡检定位方法，其特征在于，根据采集的每帧图像对应的实际宽度和采集速度，计算行驶距离，从而获取对应的里程信息。
6.根据权利要求1所述的智能巡检机器人的巡检定位方法，其特征在于，根据所述智能巡检机器人的里程计信息获取对应的里程信息。
7.根据权利要求1所述的智能巡检机器人的巡检定位方法，其特征在于，所述获取列车整个车底图像之前，包括：
获取所述列车的特征信息；
根据所述特征信息在数据库中提取所述列车的检测信息；
其中，所述检测信息包括：所述巡检机器人的初始位置及所述列车的待检的指定部位。
8.一种智能巡检机器人的巡检定位系统，其特征在于，所述巡检定位系统包括中央控制器、图像信息采集单元、位置追踪单元，其中，所述图像信息采集单元和位置追踪单元与中央控制器通信相连；
图像信息采集单元包括3D成像单元、摄像单元和图像识别单元；
所述3D成像单元用于扫描列车底部的整体图像，获取车底图像后，将车底图像发送至中央控制器；
所述中央控制器接收来自于所述3D成像单元的所述车底图像，识别指定部位，并确定所述指定部位的里程信息；
所述位置追踪单元根据所述指定部位的里程信息行驶至所述指定部位；
摄像单元在巡检机器人行驶至指定部位后，采集指定部位的图像，将采集的图像发送至图像识别单元；
图像识别单元用于接收摄像单元的图像，将指定部位的图像与指定部位的预设图像做比较，输出比较结果至中央控制器；
中央控制器接收来自于所述图像识别单元的图像比较结果，根据图像比较结果，控制巡检机器人进行位置的精确调整。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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