CN111932609A - 阀厅设备巡检机器人的云台校准方法及装置、存储介质 - Google Patents

Abstract

一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法及装置、存储介质，该方法包括：当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且该云台处于预设姿态时，获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像；对目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备；确定目标设备在目标图像中的图像坐标；从数据库中获取与目标设备对应的预置坐标，并根据该预置坐标与上述图像坐标，计算得到坐标偏移量；根据该坐标偏移量，计算针对上述云台的位置调整量和姿态调整量；根据位置调整量对上述预设位置进行调整，和/或根据姿态调整量对上述预设姿态进行调整。实施本申请实施例，能够对机器人云台的位置和姿态进行校准，消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响。

Description

阀厅设备巡检机器人的云台校准方法及装置、存储介质

技术领域

本申请涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法及装置、存储介质。

背景技术

超高压直流输电系统作为国家电网的重要组成部分，发挥着跨区域调配电力资源的战略作用，而针对其中的阀厅设备的巡检与维护是保证特高压直流输电系统正常运行的核心任务。在实践中发现，在使用阀厅设备巡检机器人对阀厅设备进行自动化巡检时，承载机器人的云台会随着运行时间的增加而累积产生机械偏移，从而导致机器人在按照预设位置进行巡检时，视野中容易失去目标设备。

发明内容

本申请实施例公开了一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法及装置、存储介质，能够对机器人云台的位置和姿态进行校准，消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响。

本申请实施例第一方面公开一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法，包括：

当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且所述云台处于预设姿态时，获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像；

对所述目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备；

确定所述目标设备在所述目标图像中的图像坐标；

从数据库中获取与所述目标设备对应的预置坐标，并根据所述预置坐标与所述图像坐标，计算得到坐标偏移量；

根据所述坐标偏移量，计算针对所述云台的位置调整量和姿态调整量；

根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整。

作为一种可选的实施方式，在本申请实施例第一方面中，根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，包括：

判断所述姿态调整量是否大于预设调整阈值；

当大于所述预设调整阈值时，获取所述位置调整量对应的第一移动方向和第一移动距离，并控制所述云台朝向所述第一移动方向移动所述第一移动距离，根据所述云台的移动后的位置更新所述预设位置；

当不大于所述预设调整阈值时，获取所述姿态调整量对应的第一转动方向和第一转动角度，并控制所述云台转动，以使所述摄像头朝向所述第一转动方向转动所述第一转动角度，根据所述云台的转动后的姿态更新所述预设姿态。

作为另一种可选的实施方式，在本申请实施例第一方面中，根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，包括：

获取所述位置调整量对应的第二移动方向和第二移动距离，并控制所述云台朝向所述第二移动方向移动所述第二移动距离；

获取所述姿态调整量对应的第二转动方向和第二转动角度，并控制所述云台转动，以使所述摄像头朝向所述第二转动方向转动所述第二转动角度；

根据所述云台的移动后的位置更新所述预设位置，以及根据所述云台的转动后姿态更新所述预设姿态。

作为又一种可选的实施方式，在本申请实施例第一方面中，所述根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，包括：

当所述坐标偏移量大于预设偏离阈值时，根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，并继续执行所述获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，直至所述坐标偏移量不大于所述预设偏离阈值为止。

作为又一种可选的实施方式，在本申请实施例第一方面中，在所述根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，并继续执行所述获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，直至所述坐标偏移量不大于所述预设偏离阈值为止之后，所述方法还包括：

获取在对所述预设位置和所述预设姿态进行调整的过程中计算得到的多组调整数据，每组调整数据包括每次计算得到的所述坐标偏移量、所述位置调整量和所述姿态调整量；

当所述多组调整数据的组数大于预设组数阈值时，根据所述多组调整数据，拟合出坐标偏移量分别与位置调整量和姿态调整量之间的映射关系；

将所述映射关系存储在数据库中。

作为又一种可选的实施方式，在本申请实施例第一方面中，所述对所述目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备，包括：

根据数据库中存储的阀厅设备特征数据，识别出所述目标图像中的一个或多个与所述阀厅设备特征数据相匹配的阀厅设备；

计算所述一个或多个阀厅设备在所述目标图像中与所述目标图像的中心的距离，并将与所述目标图像的中心相距最近的一个阀厅设备作为识别出的目标设备。

作为又一种可选的实施方式，在本申请实施例第一方面中，当根据数据库中存储的阀厅设备特征数据，识别出所述目标图像中不存在阀厅设备时，所述方法还包括：

识别所述目标图像中是否存在一个或多个疑似图像块，所述疑似图像块的特征数据与所述阀厅设备特征数据部分匹配；

从所述一个或多个疑似图像块中获取匹配度最高的一个，作为目标图像块；

根据所述目标图像块在所述目标图像中的位置，控制所述云台带动所述摄像头转动，并继续执行所述获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，直至识别出至少一个阀厅设备为止。

本申请实施例第二方面公开一种阀厅设备巡检机器人的云台校准装置，包括：

获取单元，用于当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且所述云台处于预设姿态时，获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像；

识别单元，用于对所述目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备；

确定单元，用于确定所述目标设备在所述目标图像中的图像坐标；

第一计算单元，用于从数据库中获取与所述目标设备对应的预置坐标，并根据所述预置坐标与所述图像坐标，计算得到坐标偏移量；

第二计算单元，用于根据所述坐标偏移量，计算针对所述云台的位置调整量和姿态调整量；

调整单元，用于根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整。

本申请实施例第三方面公开了一种电子设备，包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本申请实施例第一方面公开的任意一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法中的全部或部分步骤。

本申请实施例第四方面公开了一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本申请实施例第一方面公开的任意一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法中的全部或部分步骤。

本申请实施例第五方面公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行本申请实施例第一方面的任意一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法中的全部或部分步骤。

与现有技术相比，本申请实施例具有以下有益效果：

本申请实施例中，能够通过图像识别的方式，对阀厅设备巡检机器人所拍摄的图像进行识别，并对比其中设备位置的变化，从而获取机器人的云台偏移，进而能够根据该偏移对云台进行校准。可见，实施本申请实施例，能够对机器人云台的位置和姿态进行校准，消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例公开的一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法的应用场景示意图；

图2是本申请实施例公开的一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法的流程示意图；

图3是本申请实施例公开的一种坐标偏移量的示意图；

图4是本申请实施例公开的另一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法的流程示意图；

图5是本申请实施例公开的又一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法的流程示意图；

图6是本申请实施例公开的一种阀厅设备巡检机器人的云台校准装置的模块化示意图；

图7是本申请实施例公开的一种电子设备的模块化示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例公开了一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法及装置、存储介质，能够对机器人云台的位置和姿态进行校准，消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响。以下将结合附图进行详细描述。

请参阅图1，图1是本申请实施例公开的一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法的应用场景示意图，包括上位机101、轨道102、云台103以及巡检机器人104。其中，上位机101可以与云台103建立通信连接，以控制该云台103的移动和转动；云台103设置在轨道102上，可沿着轨道102的铺设方向移动；云台103还与巡检机器人104连接，用于承载该巡检机器人104，并可以在上位机101的控制下，带动该巡检机器人104沿轨道移动，或带动该巡检机器人104转动以使其携带的摄像头朝向待拍摄的阀厅设备，进行拍摄和检测。可以理解的是，图1所示的轨道102为竖直轨道，这仅仅是一种示例，在一些实施例中轨道102也可以为水平轨道、倾斜轨道等。

可选地，在轨道102上还可以设置有轨道滑台105，上述云台103可以设置于该轨道滑台105上，从而上述云台103沿着轨道102的铺设方向移动，实际上可以是该轨道滑台105相对于轨道102滑动，并同步带动云台103相对于轨道102进行移动。

在本实施例中，上位机101可以预先设置在轨道102上的一个或多个预设位置，以及与每个预设位置对应的预设姿态。当云台103在上位机101的通信控制下到达某一预设位置时，可以调整至与该预设位置对应的预设姿态，从而与该云台103连接的巡检机器人104可以停留在该预设位置，同时其所携带的摄像头可以朝向与该预设姿态对应的方位，以拍摄和检测在该方位上的阀厅设备。在此基础上，上位机101可以获取上述摄像头拍摄的图像，并根据该图像上显示的阀厅设备的图像位置，对上述云台103的预设位置和预设姿态进行调整，从而能够实现对云台103的位置和姿态的校准，消除云台103长时间运行后所产生的累积偏移对拍摄阀厅设备带来的不利影响(如阀厅设备在所拍摄图像上的图像位置偏移、图像残缺等)。

图2公开了一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法的流程示意图，该方法可应用于上述的上位机。如图2所示，该方法可以包括以下步骤：

201、当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且该云台处于预设姿态时，获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像。

在本申请实施例中，阀厅是指在直流输电系统中用于布置换流阀及其相关设备的建筑物，而阀厅设备可以包括换流阀、分压器、互感器等。各种阀厅设备在阀厅中的位置通常是固定的，不同的阀厅设备之间的相对位置关系通常也是固定的，因此可以通过在设定的巡检路线上自动运行的巡检机器人来对阀厅设备进行巡检，从而可以实时监控阀厅设备的工作状态，及时发现异常。可以理解的是，在上述设定的巡检路线上可以预先铺设云台运行的轨道，从而上述巡检机器人可以在与其连接的云台的带动下，沿着该轨道在巡检路线上移动。其中，上述云台用于承载巡检机器人，并带动该巡检机器人移动，以及控制该巡检机器人转动；上述巡检机器人可以携带摄像头(如可见光摄像头、红外摄像头等)，用于根据上位机的控制指令来拍摄和检测上述阀厅设备的运行状况。

其中，在上述轨道上可以设有一个或多个针对云台的预设位置。示例性地，对于某一区域的阀厅设备，当与巡检机器人连接的云台在该区域内设置的轨道上运行，且该巡检机器人能够拍摄到任一阀厅设备时，上位机可以获取此时云台所处的轨道段，并将所获取的一个或多个轨道段中每个轨道段的中点作为预设位置。在一些实施例中，也可以获取每个轨道段的端点、三等分点等作为上述预设位置。具体举例来说，当某一区域存在两个阀厅设备时，可以从该区域内设置的轨道上划分出至少两个轨道段，其中，巡检机器人在每个轨道段上至少能拍摄到一个阀厅设备；可选地，当根据上述划分方法，存在某一阀厅设备对应多于一个轨道段时，可以从该多于一个轨道段中筛选出对该阀厅设备的拍摄效果最好(如拍摄图像的清晰度最高、阀厅设备在拍摄图像中的居中程度最高等)的一个轨道段，同时剔除其他轨道段；最后，可以分别将剩下的至少两个轨道段中，每个轨道段的中点作为预设位置，从而上述区域中的每个阀厅设备可以与至少一个预设位置相对应，当云台处于预设位置时，巡检机器人可以拍摄到相对应的阀厅设备。可以理解的是，上述每个轨道段可以相互独立，也可以部分重叠。

进一步地，云台在每个预设位置上，还可以对应于一个或多个预设姿态，其中，上述预设姿态可以包括云台的方位角(即云台横向转动的角度)和俯仰角(即云台竖向转动的角度)。示例性地，当云台运行至某一预设位置时，可以以不同的姿态(即不同的方位角和俯仰角)拍摄与该预设位置对应的阀厅设备，得到多张拍摄图像，并从中选取拍摄效果满足预设要求(如拍摄图像的清晰度高于某一预设阈值、阀厅设备在拍摄图像中的位置与图像中心的距离低于另一预设阈值等)的一张或多张拍摄图像，将其对应的姿态作为与该预设位置对应的一个或多个预设姿态。例如，当某一阀厅设备占据较大的空间(如大型换流阀阀组)时，云台到达与该阀厅设备对应的预设位置，然后可以依次调整至多个不同的姿态，以使巡检机器人可以从不同角度拍摄到该阀厅设备；通过对所拍摄的多张图像的分析，可以从中挑选出清晰、噪声少且上述阀厅设备位于图像中心附近的一张拍摄图像，将拍摄该拍摄图像时云台的姿态作为预设姿态。

更进一步地，上述预设位置和预设姿态还可以同时设定，即通过持续调整云台在轨道上的位置以及云台自身的姿态，将对阀厅设备拍摄效果最好时该云台的位置和姿态分别设定为预设位置和预设姿态。例如，当云台在轨道上运行时，可以持续调整其姿态，使巡检机器人的拍摄预览画面中始终存在某一阀厅设备，并根据该阀厅设备在拍摄预览画面中的位置、大小、清晰度等进行实时评分，记录综合得分最高时上述云台的位置和姿态，分别作为预设位置和预设姿态。具体来说，可以将上述阀厅设备在拍摄预览画面中的位置与画面中心的距离记为Score1，权重系数预设为a；将上述阀厅设备在拍摄预览画面中所占的面积比记为Score2，权重系数预设为b；将上述拍摄预览画面的放大倍数记为Score3，权重系数预设为c。其中，上述权重系数可以根据对应的因子在评分中的重要程度预先设定。在此基础上，可以按照加权求和公式得到综合评分S＝Score1·a+Score3·b+Score3·c，并根据云台调整时该综合评分S的变化，对该综合评分S最高时上述云台的位置和姿态进行实时更新，以在云台运行一趟后得到与上述阀厅设备对应的预设位置和预设姿态。

在此基础上，当与目标巡检机器人连接的云台到达某一预设位置时，可以调整至与该预设位置对应的预设姿态，并调动目标巡检机器人的摄像头进行拍摄，获得目标图像。其中，上述目标图像的类型由摄像头的类型决定，既可以为可见光图像，也可以为红外图像，还可以为可见光-红外融合图像，本申请实施例中不作具体限定。通常来说，上述目标图像中包含至少一个阀厅设备。

作为一种可选的实施方式，当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置时，还可以根据上位机发出的手动控制指令，对该云台的姿态进行手动调整，从而可以使目标巡检机器人朝向用户需要拍摄的方位进行拍摄，有利于提高机器人巡检的灵活性。

202、对该目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备。

具体地，上位机可以预先在数据库中存储各种阀厅设备的图像特征数据，该图像特征数据可以是当云台处于上述预设位置，且处于上述预设姿态时，与该云台连接的巡检机器人所拍摄的阀厅设备图像对应的图像特征数据。在一些实施例中，上位机可以获取目标图像对应的图像特征数据，并将其与各种阀厅设备的图像特征数据进行比对，将匹配率最高的阀厅设备作为从目标图像中识别出的目标设备。在另一些实施例中，上位机可以直接将目标图像与各种阀厅设备图像作差，并对作差所得到的差分图进行灰度统计，将灰度统计值最低的差分图对应的阀厅设备作为目标设备。

203、确定该目标设备在上述目标图像中的图像坐标。

具体地，上述图像坐标可以包括横坐标和纵坐标，用于表示目标设备在上述目标图像中的位置信息。其中，该图像坐标可以是目标设备在目标图像上的其中一点的坐标，如中心点、顶点等。如图3左侧所示，在以目标图像的左下顶点为原点所建立的直角坐标系中，目标设备在目标图像上的某一顶点的坐标为(x1,y1)，则可以将该坐标作为目标设备在目标图像上的图像坐标。

204、从数据库中获取与该目标设备对应的预置坐标，并根据该预置坐标与上述图像坐标，计算得到坐标偏移量。

请参阅图3，图3是本实施例公开的一种坐标偏移量的示意图。如图3左侧所示，通过执行上述步骤203，可以将目标设备在目标图像上的某一顶点(即对应于该目标设备的实体上的某一位置)的坐标(x1,y1)作为该目标设备的图像坐标；如图3右侧所示，与该目标设备对应的预置坐标，指的是该目标设备的上述某一顶点在预置图像上的坐标(x2,y2)，其中，上述预置图像可以是当云台首次处于上述预设位置，且处于上述预设姿态时，巡检机器人通过摄像头拍摄目标设备所得到的图像。可以理解的是，上述图像坐标与预置坐标分别对应于目标设备在目标图像和预置图像上的同一顶点，这仅仅是一种示例，该图像坐标和预置坐标还可以对应于目标设备的中心点、标识点等，只需对应于该目标设备的实体上的同一位置即可。

根据上述图像坐标(x1,y1)和预置坐标(x2,y2)，可以作差得到目标设备在目标图像上的坐标偏移量，包括横轴偏移量Δx(其中Δx＝x1-x2)和纵轴偏移量Δy(其中Δy＝y1-y2)。可以理解的是，当Δx大于0时，表示目标设备在目标图像上向右发生了偏移，当Δx小于0时则表示向左发生了偏移；类似地，当Δy大于0时，表示目标设备在目标图像上向上发生了偏移，当Δy小于0时则表示向下发生了偏移。通过计算上述坐标偏移量，可以确定在拍摄目标设备时，云台的偏移方向和偏移程度，从而可以为后续的校准步骤提供准确的数据基础。

205、根据该坐标偏移量，计算针对上述云台的位置调整量和姿态调整量。

具体地，上述坐标偏移量可以与云台的位置调整量和姿态调整量成一定的函数映射关系，即根据上述坐标偏移量，可以对应得到唯一确定的位置调整量和姿态调整量。举例来说，上述坐标偏移量可以以像素为单位，当横轴偏移量Δx为A像素，纵轴偏移量Δy为B像素时，云台的位置调整量(如只进行纵向调整时)可以根据函数f_纵向(A,B)确定，姿态调整量(包括方位角调整量和俯仰角调整量)则可以根据函数组g_方向(A,B)、g_俯仰(A,B)共同确定。

作为一种可选的实施方式，当计算出上述针对云台的位置调整量和姿态调整量之后，还可以从上位机的数据库中获取该云台的历史调整数据，该历史调整数据可以包括该云台的位置调整量记录、姿态调整量记录、调整次数等，进而可以根据该历史调整数据对上述位置调整量和姿态调整量进行校正。例如，当该云台的姿态调整量记录表示该云台已多次执行俯仰角调整，其俯仰角调整量围绕某一固定值上下波动，且调整次数多于某一预设阈值时，可以判断出该云台存在俯仰角上的固定控制偏移，从而可以根据上述固定值对该云台的姿态调整量进行校正。通过执行上述方法，能够参考历史数据进行云台校准，提升云台校准的准确性。

可选地，上位机还可以生成包含上述固定控制偏移的故障信息，并将该故障信息发送给维护人员，以供维护人员判断是否需要进行人工维护。

206、根据该位置调整量对上述预设位置进行调整，和/或根据该姿态调整量对上述预设姿态进行调整。

具体地，上位机可以根据上述位置调整量生成第一调整指令，以根据该第一调整指令控制伺服驱动器生成对应的电机驱动信号，驱动伺服电机带动云台在轨道上移动上述位置调整量对应的距离。可选地，当上述云台设置在轨道滑台上时，上述伺服电机用于带动该轨道滑台移动，以间接带动上述云台移动。类似地，上位机可以根据上述姿态调整量生成第二调整指令，以根据该第二调整指令控制云台内部的方位驱动和俯仰驱动分别生成对应的电机驱动信号，驱动控制云台方位角调整的电机使该云台横向转动，以及驱动控制云台俯仰角的电机使该云台竖向转动。在此基础上，可以根据云台移动后的位置调整(即更新)上述预设位置，并根据云台转动后的姿态调整上述预设姿态。

需要注意的是，在执行上述步骤206的过程中，可以仅对云台的预设位置进行调整，也可以仅对云台的预设姿态进行调整，还可以同时对云台的预设位置和预设姿态进行调整。

作为一种可选的实施方式，在云台进行上述调整的过程中，还可以获取巡检机器人的摄像头的拍摄预览画面，并根据该拍摄预览画面判断目标设备是否处于较佳拍摄位置，若处于较佳拍摄位置，则立即停止调整。其中，上述较佳拍摄位置，可以指目标设备的中心点处于拍摄预览画面的中心附近(如以拍摄预览画面的中心为圆心，画幅的1/3为半径的圆形范围内)。通过执行上述方法，当巡检机器人在进行紧急巡检时，可以缩短云台校准的时间，快速捕获目标设备并进行拍摄和检测，有利于提升校准的灵活性。

可见，实施上述实施例所描述的方法，能够通过图像识别的方式，对阀厅设备巡检机器人所拍摄的图像进行识别，并对比其中设备位置的变化，从而获取机器人的云台偏移，进而能够根据该偏移对云台进行校准。可见，实施本申请实施例，能够对机器人云台的位置和姿态进行校准，消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响。

请参阅图4，图4是本申请实施例公开的另一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法的流程示意图，该方法可应用于上述的上位机。如图4所示，该方法可以包括以下步骤：

401、当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且该云台处于预设姿态时，获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像。

402、对该目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备。

403、确定该目标设备在上述目标图像中的图像坐标。

404、从数据库中获取与该目标设备对应的预置坐标，并根据该预置坐标与上述图像坐标，计算得到坐标偏移量。

405、根据该坐标偏移量，计算针对上述云台的位置调整量和姿态调整量。

其中，步骤401-405与上述步骤201-205类似，此处不再赘述。

406、判断该姿态调整量是否大于预设调整阈值。

其中，上述预设调整阈值，可以是出于避免云台的姿态调整量过大而设定的姿态调整量上限值。当上述姿态调整量大于预设调整阈值时，可以直接对云台的位置进行调整，以幅度较小的位置调整替代幅度较大的姿态调整，从而尽量保持云台的稳定，减少画面抖动、失焦等潜在问题的发生；当上述姿态调整量不大于预设调整阈值时，则直接调整云台姿态。

407、当大于上述预设调整阈值时，获取该位置调整量对应的第一移动方向和第一移动距离，并控制上述云台朝向该第一移动方向移动第一移动距离，根据云台的移动后的位置更新上述预设位置。

具体地，上述第一移动方向可以根据云台当前所处的轨道类型确定。例如，若云台当前所处的轨道为竖直轨道，则上述第一移动方向可以是向上或向下。

特殊地，若云台当前所处的轨道与其他不同向的轨道拼接，且该云台可以跨轨道移动，则上述第一移动方向可以包括云台在不同轨道上依次移动的方向集合。在此情况下，第一移动距离同样可以包括云台在不同轨道上依次移动的距离集合，其中的各个距离值与上述方向集合中的各个方向一一对应。

408、当不大于上述预设调整阈值时，获取该姿态调整量对应的第一转动方向和第一转动角度，并控制上述云台转动，以使上述摄像头朝向该第一转动方向转动第一转动角度，根据云台的转动后的姿态更新上述预设姿态。

作为一种可选的实施方式，在执行上述步骤406-408之前，可以先判断上述坐标偏移量是否大于预设偏离阈值，若不大于，则表示巡检机器人在通过摄像头拍摄目标设备时仍能获得较好的拍摄效果，从而可以不执行上述步骤406-408，以缩短巡检时间，同时减少不必要的云台机械磨损。

当判断出上述坐标偏移量大于预设偏离阈值时，可以执行上述步骤406-408，对云台的位置和姿态进行调整；接下来，可以循环执行上述步骤401-405，即重新获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，进而重新计算坐标偏移量；当坐标偏移量仍大于上述预设偏离阈值时，重复上述步骤，直至所计算得到的坐标偏移量不大于上述预置偏离阈值为止。

进一步地，上位机还可以获取在对上述预设位置和所述预设姿态进行调整的过程中计算得到的多组调整数据，每组调整数据包括每次计算得到的坐标偏移量、位置调整量和姿态调整量；然后，当上述多组调整数据的组数大于预设组数阈值时，可以根据上述多组调整数据，拟合出坐标偏移量分别与位置调整量和姿态调整量之间的映射关系，并将该映射关系存储在数据库中。在此基础上，当再次执行上述步骤405时，可以从数据库中调用该映射关系来计算云台的位置调整量和姿态调整量，从而更加准确地计算出位置调整量和姿态调整量，有利于在更少次数的调整内使得坐标偏移量不大于上述预置偏离阈值，从而缩短云台校准时间。

可见，实施上述实施例所描述的方法，通过多次往复调整云台的位置和姿态，使得云台的偏移能够被减小至某一较小的阈值内，从而实现对机器人云台的位置和姿态的精确校准，使其精准恢复至预置位，有利于消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响；同时，通过对坐标偏移量分别与位置调整量和姿态调整量之间的映射关系的学习，能够借助历史数据优化调整量，从而尽可能减少调整次数，缩短云台校准时间。

请参阅图5，图5是本申请实施例公开的又一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法的流程示意图，该方法可应用于上述的上位机。如图5所示，该方法可以包括以下步骤：

501、当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且该云台处于预设姿态时，获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像。

其中，步骤501与上述步骤201类似，此处不再赘述。

502、根据数据库中存储的阀厅设备特征数据，识别出该目标图像中的一个或多个与所述阀厅设备特征数据相匹配的阀厅设备；

其中，步骤502与上述步骤202类似。需要注意的是，上述阀厅设备特征数据，可以包括图像特征数据，也可以包括温度特征数据、辐射特征数据等。

503、计算上述一个或多个阀厅设备在目标图像中与该目标图像的中心的距离，并将与该目标图像的中心相距最近的一个阀厅设备作为识别出的目标设备。

其中，通过执行上述步骤503，能够将所拍摄的目标图像中最靠近图像中心的阀厅设备作为目标设备。

作为一种可选的实施方式，当识别出上述目标图像中不存在阀厅设备时，还可以识别该目标图像中是否存在一个或多个疑似图像块，该疑似图像块的特征数据与上述阀厅设备特征数据部分匹配，即表示该目标图像中存在不完整的阀厅设备；然后，可以从上述一个或多个疑似图像块中获取匹配度最高的一个，作为目标图像块；接下来，可以根据该目标图像块在上述目标图像中的位置，控制云台带动巡检机器人的摄像头转动，并循环执行上述步骤501-503，即重新获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像；当仍未能从新的目标图像中识别出阀厅设备时，重复上述步骤，直至识别出至少一个阀厅设备为止。

示例性地，当识别出首次获取的目标图像中不存在阀厅设备，但存在若干个图像块与不完整的阀厅设备相匹配时，可以将匹配度最高的一个图像块作为目标图像块。其中，上述图像块的划分，可以是将目标图像按与该目标图像等比例的矩形等分，也可以是按目标图像的色彩特征进行划分。在此基础上，如该目标图像块位于目标图像的左下角，则可以控制云台带动巡检机器人的摄像头向左下转动，以拍摄到完整的阀厅设备；类似地，如该目标图像块位于目标图像的右侧，则可以控制云台带动巡检机器人的摄像头向右转动。

通过执行上述方法，能够在云台偏移较大，无法拍摄到完整的阀厅设备设备时，根据阀厅设备的部分特征对该云台进行初步的校准，在获取到完整的阀厅设备后再进行较为精细的校准，从而能够提高云台校准的容错率，使得云台校准更加灵活可靠。

504、确定该目标设备在上述目标图像中的图像坐标。

505、从数据库中获取与该目标设备对应的预置坐标，并根据该预置坐标与上述图像坐标，计算得到坐标偏移量。

506、根据该坐标偏移量，计算针对上述云台的位置调整量和姿态调整量。

其中，步骤504-506与上述步骤203-205类似，此处不再赘述。

507、获取该位置调整量对应的第二移动方向和第二移动距离，并控制上述云台朝向该第二移动方向移动第二移动距离。

508、获取该姿态调整量对应的第二转动方向和第二转动角度，并控制上述云台转动，以使上述摄像头朝向该第二转动方向转动第二转动角度。

509、根据云台的移动后的位置更新上述预设位置，以及根据云台的转动后姿态更新上述预设姿态。

通过执行上述步骤507-509，能够先对该云台的位置进行调整，实现较大幅度的云台校准；在此基础上，再对该云台的姿态(包括方位角和俯仰角)进行调整，实现较小幅度、相对精细的云台校准。通过以上两种调整方式的配合，能够校准绝大部分云台偏移，提升巡检机器人拍摄目标设备的拍摄效果。

作为一种可选的实施方式，在执行上述步骤507-509之前，可以先判断上述坐标偏移量是否大于预设偏离阈值，若不大于，则表示巡检机器人在通过摄像头拍摄目标设备时仍能获得较好的拍摄效果，从而可以不执行上述步骤507-509，以缩短巡检时间，同时减少不必要的云台机械磨损。

当判断出上述坐标偏移量大于预设偏离阈值时，可以执行上述步骤507-509，对云台的位置和姿态进行调整；接下来，可以循环执行上述步骤501-506，即重新获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，进而重新计算坐标偏移量；当坐标偏移量仍大于上述预设偏离阈值时，重复上述步骤，直至所计算得到的坐标偏移量不大于上述预置偏离阈值为止。

可见，实施上述实施例所描述的方法，通过多次往复调整云台的位置和姿态，使得云台的偏移能够被减小至某一较小的阈值内，从而实现对机器人云台的位置和姿态的精确校准，使其精准恢复至预置位，有利于消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响；同时，还能够提高云台校准的容错率，使得云台校准更加灵活可靠。

请参阅图6，图6是本申请实施例公开的一种阀厅设备巡检机器人的云台校准装置的模块化示意图。如图6所示，该电子设备可以包括获取单元601、识别单元602、确定单元603、第一计算单元604、第二计算单元605以及调整单元606，其中：

获取单元601，用于当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且该云台处于预设姿态时，获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像；

识别单元602，用于对该目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备；

确定单元603，用于确定该目标设备在上述目标图像中的图像坐标；

第一计算单元604，用于从数据库中获取与该目标设备对应的预置坐标，并根据该预置坐标与上述图像坐标，计算得到坐标偏移量；

第二计算单元605，用于根据该坐标偏移量，计算针对上述云台的位置调整量和姿态调整量；

调整单元606，用于根据该位置调整量对上述预设位置进行调整，和/或根据该姿态调整量对上述预设姿态进行调整。

可见，实施上述实施例所描述的装置，能够通过图像识别的方式，对阀厅设备巡检机器人所拍摄的图像进行识别，并对比其中设备位置的变化，从而获取机器人的云台偏移，进而能够根据该偏移对云台进行校准，从而能够对机器人云台的位置和姿态进行校准，有利于消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响。

作为一种可选的实施方式，上述实施例的调整单元606可以包括未图示的判断子单元以及第一调整子单元，其中：

判断子单元，用于判断上述姿态调整量是否大于预设调整阈值；

第一调整子单元，用于当判断子单元判断出大于上述预设调整阈值时，获取上述位置调整量对应的第一移动方向和第一移动距离，并控制上述云台朝向该第一移动方向移动第一移动距离，根据云台的移动后的位置更新上述预设位置；当判断子单元判断出不大于上述预设调整阈值时，获取上述姿态调整量对应的第一转动方向和第一转动角度，并控制上述云台转动，以使上述摄像头朝向该第一转动方向转动第一转动角度，根据云台的转动后的姿态更新上述预设姿态。

作为另一种可选的实施方式，上述实施例的调整单元606也可以包括未图示的第一获取子单元、第二获取子单元以及第二调整子单元，其中：

第一获取子单元，用于获取上述位置调整量对应的第二移动方向和第二移动距离，并控制上述云台朝向该第二移动方向移动第二移动距离；

第二获取子单元，用于获取上述姿态调整量对应的第二转动方向和第二转动角度，并控制上述云台转动，以使上述摄像头朝向该第二转动方向转动第二转动角度；

第二调整子单元，用于根据云台的移动后的位置更新上述预设位置，以及根据云台的转动后姿态更新上述预设姿态。

作为又一种可选的实施方式，上述实施例的云台校准装置还可以包括未图示的数据获取单元、拟合单元以及存储单元，其中：

上述调整单元606，具体用于当上述坐标偏移量大于预设偏离阈值时，根据上述位置调整量对预设位置进行调整，和/或根据上述姿态调整量对预设姿态进行调整，并触发获取单元601继续获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，直至上述坐标偏移量不大于预设偏离阈值为止。

数据获取单元，用于获取在对上述预设位置和预设姿态进行调整的过程中计算得到的多组调整数据，每组调整数据包括每次计算得到的坐标偏移量、位置调整量和姿态调整量；

拟合单元，用于当上述多组调整数据的组数大于预设组数阈值时，根据该多组调整数据，拟合出坐标偏移量分别与位置调整量和姿态调整量之间的映射关系；

存储单元，用于将该映射关系存储在数据库中。

可见，实施上述实施例所描述的装置，能够通过对坐标偏移量分别与位置调整量和姿态调整量之间的映射关系的学习，借助历史数据优化调整量，从而尽可能减少调整次数，缩短云台校准时间。

作为又一种可选的实施方式，上述实施例的识别单元602可以包括未图示的第一识别子单元、计算子单元、第二识别子单元、第三获取子单元以及控制子单元，其中：

第一识别子单元，用于根据数据库中存储的阀厅设备特征数据，识别出上述目标图像中的一个或多个与阀厅设备特征数据相匹配的阀厅设备；

计算子单元，用于计算该一个或多个阀厅设备在上述目标图像中与该目标图像的中心的距离，并将与该目标图像的中心相距最近的一个阀厅设备作为识别出的目标设备；

第二识别子单元，用于当第一识别子单元识别出上述目标图像中不存在阀厅设备时，识别该目标图像中是否存在一个或多个疑似图像块，该疑似图像块的特征数据与上述阀厅设备特征数据部分匹配；

第三获取子单元，用于从该一个或多个疑似图像块中获取匹配度最高的一个，作为目标图像块；

控制子单元，用于根据该目标图像块在上述目标图像中的位置，控制上述云台带动上述摄像头转动，并触发获取单元601继续获取目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，直至识别出至少一个阀厅设备为止。

可见，实施上述实施例所描述的装置，通过多次往复调整云台的位置和姿态，使得云台的偏移能够被减小至某一较小的阈值内，从而实现对机器人云台的位置和姿态的精确校准，使其精准恢复至预置位，有利于消除累积偏移对拍摄目标设备带来的不利影响；同时，还能够提高云台校准的容错率，使得云台校准更加灵活可靠。

请参阅图7，图7是本申请实施例公开的一种电子设备的模块化示意图。如图7所示，该电子设备可以包括：

存储有可执行程序代码的存储器701；

与存储器701耦合的处理器702；

其中，处理器702调用存储器701中存储的可执行程序代码，可以执行上述实施例所描述的任意一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法中的全部或部分步骤。

存储器701可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选地，该存储器701包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器701可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器701可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储根据服务器的使用所创建的数据等。

处理器702可以包括一个或者多个处理核心。处理器702利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器701内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器701内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据。可选地，处理器702可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器702可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统和应用程序等；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器702中，单独通过一块芯片进行实现。

此外，本申请实施例进一步公开了一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机可以执行上述实施例所描述的任意一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法中的全部或部分步骤。

此外，本申请实施例进一步公开一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述实施例所描述的任意一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法中的全部或部分步骤。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本申请实施例公开的一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法及装置、存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种阀厅设备巡检机器人的云台校准方法，其特征在于，包括：

当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且所述云台处于预设姿态时，获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像；

对所述目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备；

确定所述目标设备在所述目标图像中的图像坐标；

从数据库中获取与所述目标设备对应的预置坐标，并根据所述预置坐标与所述图像坐标，计算得到坐标偏移量；

根据所述坐标偏移量，计算针对所述云台的位置调整量和姿态调整量；

根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，包括：

判断所述姿态调整量是否大于预设调整阈值；

当大于所述预设调整阈值时，获取所述位置调整量对应的第一移动方向和第一移动距离，并控制所述云台朝向所述第一移动方向移动所述第一移动距离，根据所述云台的移动后的位置更新所述预设位置；

当不大于所述预设调整阈值时，获取所述姿态调整量对应的第一转动方向和第一转动角度，并控制所述云台转动，以使所述摄像头朝向所述第一转动方向转动所述第一转动角度，根据所述云台的转动后的姿态更新所述预设姿态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，包括：

获取所述位置调整量对应的第二移动方向和第二移动距离，并控制所述云台朝向所述第二移动方向移动所述第二移动距离；

获取所述姿态调整量对应的第二转动方向和第二转动角度，并控制所述云台转动，以使所述摄像头朝向所述第二转动方向转动所述第二转动角度；

根据所述云台的移动后的位置更新所述预设位置，以及根据所述云台的转动后姿态更新所述预设姿态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，包括：

当所述坐标偏移量大于预设偏离阈值时，根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，并继续执行所述获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，直至所述坐标偏移量不大于所述预设偏离阈值为止。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整，并继续执行所述获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，直至所述坐标偏移量不大于所述预设偏离阈值为止之后，所述方法还包括：

获取在对所述预设位置和所述预设姿态进行调整的过程中计算得到的多组调整数据，每组调整数据包括每次计算得到的所述坐标偏移量、所述位置调整量和所述姿态调整量；

当所述多组调整数据的组数大于预设组数阈值时，根据所述多组调整数据，拟合出坐标偏移量分别与位置调整量和姿态调整量之间的映射关系；

将所述映射关系存储在数据库中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备，包括：

根据数据库中存储的阀厅设备特征数据，识别出所述目标图像中的一个或多个与所述阀厅设备特征数据相匹配的阀厅设备；

计算所述一个或多个阀厅设备在所述目标图像中与所述目标图像的中心的距离，并将与所述目标图像的中心相距最近的一个阀厅设备作为识别出的目标设备。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当根据数据库中存储的阀厅设备特征数据，识别出所述目标图像中不存在阀厅设备时，所述方法还包括：

识别所述目标图像中是否存在一个或多个疑似图像块，所述疑似图像块的特征数据与所述阀厅设备特征数据部分匹配；

从所述一个或多个疑似图像块中获取匹配度最高的一个，作为目标图像块；

根据所述目标图像块在所述目标图像中的位置，控制所述云台带动所述摄像头转动，并继续执行所述获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像，直至识别出至少一个阀厅设备为止。

8.一种阀厅设备巡检机器人的云台校准装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于当与目标巡检机器人连接的云台到达预设位置，且所述云台处于预设姿态时，获取所述目标巡检机器人通过摄像头拍摄的目标图像；

识别单元，用于对所述目标图像中的阀厅设备进行识别，获得识别出的目标设备；

确定单元，用于确定所述目标设备在所述目标图像中的图像坐标；

第一计算单元，用于从数据库中获取与所述目标设备对应的预置坐标，并根据所述预置坐标与所述图像坐标，计算得到坐标偏移量；

第二计算单元，用于根据所述坐标偏移量，计算针对所述云台的位置调整量和姿态调整量；

调整单元，用于根据所述位置调整量对所述预设位置进行调整，和/或根据所述姿态调整量对所述预设姿态进行调整。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行权利要求1至7任一项所述的方法。

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