CN109854923A - 一种头戴式远距离表计识别仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种头戴式远距离表计识别仪，属于电力识别仪技术领域，包括头部佩戴机构、支撑机构和远距离识别机构；头部佩戴机构包括安全帽和固定模块；支撑机构包括设置在安全帽前端的伸缩杆和设置在伸缩杆端部的支架；远距离识别机构包括设置在支架上的摄像机，摄像机的内部设置主控制模块，主控制模块与存储模块和图像处理模块信号互连，图像处理模块通过图像预处理模块与图像采集模块相连接。本发明解决了以往抄表费时费力，需要攀爬的难题，克服了以往安全帽对佩戴者头部固定不牢固，不能根据佩戴者头部的大小改变，使用不便的不足，显像清晰，巡检速度快、准确性高，提高运维人员的工作效率。

Description

一种头戴式远距离表计识别仪

技术领域

本发明涉及电力识别仪技术领域，具体涉及一种头戴式远距离表计识别仪。

背景技术

随着电力需求的不断发展扩大，运维班驻地变电站有人值班，非运维班驻地变电站少人、无人值守将成为发展趋势。通常一座500kV变电站的各类表计少则几十，多则一两百个。运维人员巡视、抄录不仅费时长、且耗费大量人力物力。巡视质量和效率的问题将日益突出,非运维班驻地变电站的日常维护及操作问题急待解决。

公告号为CN206398323U的专利公开了一种头戴式多角度视频拍摄装置，包括头盔、面罩、摄像头、旋转拍摄装置，头盔为半球状，面罩为筒状，面罩对应连接在头盔下沿；头盔顶部设有连接柱，旋转拍摄装置对应连接在连接柱上，头盔上设有沿其外壁分布有若干滑轨，能够使摄像头沿滑轨滑动，能够任意调节摄像角度；旋转拍摄装置为两个连接板，第一连接板上设有对应滑轨的螺孔，可以进行长度调节，可根据调节控制摄像头上下位置。但是，该装置头盔内部的空间大小固定，头盔上设置有连接柱、滑轨等部件，佩戴时头盔受力不均，不同使用者的头部大小不同，固定不牢固，佩戴时容易松动。

公告号为CN203377959U的专利公开了一种基于激光标定的头戴式摄像装置，包括头戴式支架，头戴式支架上固定安装有摄像头、激光发射器和供电电源。本实用新型头戴式摄像装置中激光发射器发出的激光束将在用户前方的拍摄对象上形成光斑，该光斑标定了拍摄对象的位置；用户通过观察该光斑，可以准确对拍摄对象进行定位，从而可以在自身舒服的姿势下，根据光斑的位置调节镜头使光斑与视觉焦点的拍摄对象吻合。但是，该装置没有对图像进行处理，拍摄的图像不清晰，尤其是光线暗的时候，不能将表计上的示数清晰拍摄。

发明内容

本发明提供一种头戴式远距离表计识别仪，解决了以往抄表费时费力，需要攀爬的难题，克服了以往安全帽对佩戴者头部固定不牢固，不能根据佩戴者头部的大小改变，使用不便的不足，结构稳定，行动方便，显像清晰，巡检速度快、准确性高，大大提高运维人员工作效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种头戴式远距离表计识别仪，包括头部佩戴机构、设置在所述头部佩戴机构上的支撑机构和设置在所述支撑机构上的远距离识别机构；所述头部佩戴机构包括安全帽和设置在所述安全帽内部的固定模块；所述支撑机构包括设置在所述安全帽前端的伸缩杆和设置在所述伸缩杆端部的支架；所述远距离识别机构包括设置在所述支架上的摄像机，所述摄像机的内部设置主控制模块，所述主控制模块与存储模块和图像处理模块信号互连，所述图像处理模块通过图像预处理模块与图像采集模块相连接。

优选的，所述固定模块包括设置在所述安全帽内部的若干个凹槽，设置在所述凹槽上的限位块和设置在所述限位块上的弧形夹持板，所述夹持板的一端与所述限位块之间铰链连接，所述夹持板的上部与所述限位块之间通过弹簧连接。

优选的，所述支架包括与所述伸缩杆垂直连接的第一连接杆、设置在所述第一连接杆两端的两个第二连接杆。

优选的，所述主控制模块为微控制器。

优选的，所述图像预处理模块包括：提取图像的R、G、B分量并分别进行中值滤波的滤波器、与所述滤波器第一端信号互连的将中值滤波后的RGB合并的合并器和与所述合并器第一端信号互连的图像灰度化处理器。

优选的，所述图像处理模块包括将图像灰度值进行聚类的聚类器、与所述聚类器信号互联的恢复器。

优选的，所述图像采集模块包括与所述图像预处理模块相连的光学镜头。

本发明的有益效果是：

本发明包括头部佩戴机构、设置在头部佩戴机构上的支撑机构和设置在支撑机构上的远距离识别机构。头部佩戴机构包括用于佩戴的安全帽和设置在安全帽内部用于固定头部的固定模块。支撑机构用于支撑固定远距离识别机构，包括设置在安全帽前端的伸缩杆和设置在支撑杆端部的支架。远距离识别机构包括设置在支架上的摄像机。

固定模块包括设置在安全帽内部的若干个凹槽，设置在凹槽上的限位块和设置在限位块上的弧形夹持板，夹持板的一端与限位块之间铰链连接，夹持板的上部与限位块之间通过弹簧连接。凹槽的个数可设置为4个，相邻两个凹槽垂直设置在安全帽底部的一段。夹持板为弧形，与头部的形状相匹配。夹持板的内侧设置垫片，对佩戴者的头部进行保护。限位块在凹槽上来回滑动并可固定，夹持板对佩戴者的头部进行夹持，可实现不同头部大小的固定。若佩戴者头部较小，可将限位块固定在距离头部较近的位置；若佩戴者头部较大，可将限位块固定在距离头部较远的位置，克服了以往的安全帽内部大小固定不变，佩戴者头部较大，固定较紧，头部较小，固定较松的不足。

支架包括与伸缩杆垂直连接的第一连接杆、设置在述第一连接杆两端的两个第二连接杆，相机的底部粘接吸盘，吸附在两个第二连接杆上，伸缩杆设置在安全帽前端的下部。使用时，可调整伸缩杆的长度，对摄像机进行调焦后拍摄。

摄像机的内部设置用于提供电能的电源，电源与主控制模块相连接，主控制模块与存储模块和图像处理模块信号互连，图像处理模块通过图像预处理模块与图像采集模块相连接。

本发明采用的电源为常规的移动电源或者干电池等作为电源。主控制模块为微控制器。存储模块为M25P128芯片，具有16M字节的存储空间；通过 SPI 接口进行对数据的读写与芯片的控制；速度快，具有超过20年的数据存储时间。

图像预处理模块包括：提取图像的R、G、B分量并分别进行中值滤波的滤波器、与滤波器第一端信号互连的将中值滤波后的RGB合并的合并器和与合并器第一端信号互连的图像灰度化处理器。

采用的图像预处理模块用来消除或减少图像中含有少量的椒盐、高斯等噪声和附加的边框干扰，改善图像质量，得到图像灰度值。图像预处理模块通过滤波器将提取图像的R、G、B分量并分别进行中值滤波，并通过合并器将中值滤波后的R、G、B分量合并，然后图像灰度化处理器将图像灰度化处理。经过图像预处理后，可以实现图像的去噪、平滑，同时得到后续聚类工作中需要的图像灰度值。将经过图像预处理后得到的图像灰度值通过图像处理模块的聚类器按照kmeans方法进行聚类，并通过复器将聚类后的类还原为彩色原图，得到更清晰的图片。图像采集模块包括与图像预处理模块相连的光学镜头进行图像采集。

本发明通过在安全帽的前部设置摄像机，对表计进行识别和拍摄，无需人工攀爬抄表，解决了以往抄表费时费力，需要攀爬的难题。本发明使用时，对摄像机进行调焦，通过光学镜头看清表上的示数，可一手拍照，一手记录。记录完毕后，可将记录的数据与拍摄的图片进行核对，降低出错率。头部佩戴机构的固定模块可对佩戴者的头部进行固定，克服了以往安全帽对佩戴者头部固定不牢固，不能根据佩戴者头部的大小改变，使用不便的不足。本发明对拍摄的图片进行预处理和处理，有效消除或减少图像中含有少量的椒盐、高斯等噪声和附加的边框干扰，改善图像质量，得到图像灰度值，采用kmeans算法进行聚类分析，并用恢复器恢复为彩色原图，得到的图像轮廓更加光滑和完整。本发明显像清晰，巡检速度快、准确性高，大大提高运维人员工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明的实施例1的头部佩戴机构的结构示意视图。

图2是本发明的实施例1的头部佩戴机构的俯视图。

图3是本发明的实施例1的固定模块的结构示意视图。

图4是本发明的实施例1的支撑机构的俯视图。

图5是本发明的实施例1的凹槽的侧视图。

图6是本发明的实施例1的凹槽与限位块配合的结构示意视图。

图7是本发明的实施例1的摄像机的原理框图。

图8是本发明的实施例2的支撑机构的俯视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-8，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参阅图1-7，本实施例提供一种头戴式远距离表计识别仪，包括头部佩戴机构、设置在所述头部佩戴机构上的支撑机构和设置在所述支撑机构上的远距离识别机构；所述头部佩戴机构包括安全帽1和设置在所述安全帽1内部的固定模块；所述支撑机构包括设置在所述安全帽1前端的伸缩杆6和设置在所述伸缩杆6端部的支架；所述远距离识别机构包括设置在所述支架上的摄像机9，所述摄像机9的内部设置主控制模块，所述主控制模块与存储模块和图像处理模块信号互连，所述图像处理模块通过图像预处理模块与图像采集模块相连接。

所述固定模块包括设置在所述安全帽1内部的若干个凹槽2，设置在所述凹槽2上的限位块3和设置在所述限位块3上的弧形夹持板4，所述夹持板4的一端与所述限位块3之间铰链连接，所述夹持板4的上部与所述限位块3之间通过弹簧5连接。

所述支架包括与所述伸缩杆6垂直连接的第一连接杆7、设置在所述第一连接杆7两端的两个第二连接杆8。

所述主控制模块为微控制器FPGA。电源为移动电源，存储模块为M25P128芯片。

所述图像预处理模块包括：提取图像的R、G、B分量并分别进行中值滤波的滤波器25、与所述滤波器25第一端信号互连的将中值滤波后的RGB合并的合并器24和与所述合并器24第一端信号互连的图像灰度化处理器23。

所述图像处理模块包括将图像灰度值按照kmeans方法进行聚类的聚类器22、与所述聚类器22信号互联的恢复器21。

所述图像采集模块包括与所述图像预处理模块相连的光学镜头。

其中，凹槽2的个数设置为4个，上下左右各一个，对头部的四个位置进行固定，相邻两个凹槽2垂直设置在安全帽1底部的一段。夹持板4为弧形，与头部的形状相匹配。使用时，先将安全帽1放置在头部上后，调整各个限位块3的位置，固定限位块3，对头部进行固定。凹槽2的侧视图如图5所示，所述凹槽2与限位块3相配合的结构示意图如图6所示，限位块3卡设在凹槽2内，可以在凹槽2内滑动，并用螺栓10固定。摄像机9底部粘接吸盘，吸附在第二连接杆8上，伸缩杆6通过连接件用螺栓连接在安全帽1前端的下部。第一连接杆7与伸缩杆6、第二连接杆8之间均通过螺栓连接。使用时，可调整伸缩杆6的长度，对摄像机9进行调焦后拍摄。

实施例2

参阅图8，本实施例提供一种头戴式远距离表计识别仪，是在实施例1的基础上进行的改进：两个所述的第二连接杆8之间设置支撑板，所述支撑板上设置垫片11，所述第二连接杆8的侧边设置照明灯14。

支撑板通过螺栓连接在第二连接杆8上，支撑板上粘接橡胶垫片11。照明灯14由设置在第二连接杆8侧边上电池12提供电源，并设置有控制开关13。

实施例3

本实施例提供一种头戴式远距离表计识别仪，是在实施例1的基础上进行的改进：所述光学镜头采用的型号为OV2640，OV2640性价比高，体积小，工作电压低。夹持板4的内侧设置橡胶垫片，对佩戴者的头部进行保护。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种头戴式远距离表计识别仪，其特征在于：包括头部佩戴机构、设置在所述头部佩戴机构上的支撑机构和设置在所述支撑机构上的远距离识别机构；所述头部佩戴机构包括安全帽和设置在所述安全帽内部的固定模块；所述支撑机构包括设置在所述安全帽前端的伸缩杆和设置在所述伸缩杆端部的支架；所述远距离识别机构包括设置在所述支架上的摄像机，所述摄像机的内部设置主控制模块，所述主控制模块与存储模块和图像处理模块信号互连，所述图像处理模块通过图像预处理模块与图像采集模块相连接。

2.如权利要求1所述的一种头戴式远距离表计识别仪，其特征在于：所述固定模块包括设置在所述安全帽内部的若干个凹槽，设置在所述凹槽上的限位块和设置在所述限位块上的弧形夹持板，所述夹持板的一端与所述限位块之间铰链连接，所述夹持板的上部与所述限位块之间通过弹簧连接。

3.如权利要求1所述的一种头戴式远距离表计识别仪，其特征在于：所述支架包括与所述伸缩杆垂直连接的第一连接杆、设置在所述第一连接杆两端的两个第二连接杆。

4.如权利要求1所述的一种头戴式远距离表计识别仪，其特征在于：所述主控制模块为微控制器。

5.如权利要求1所述的一种头戴式远距离表计识别仪，其特征在于：所述图像预处理模块包括：提取图像的R、G、B分量并分别进行中值滤波的滤波器、与所述滤波器第一端信号互连的将中值滤波后的RGB合并的合并器和与所述合并器第一端信号互连的图像灰度化处理器。

6.如权利要求1所述的一种头戴式远距离表计识别仪，其特征在于：所述图像处理模块包括将图像灰度值进行聚类的聚类器、与所述聚类器信号互联的恢复器。

7.如权利要求1所述的一种头戴式远距离表计识别仪，其特征在于：所述图像采集模块包括与所述图像预处理模块相连的光学镜头。