CN113091667B - 一种巡检机器人及巡检方法 - Google Patents

Abstract

本文涉及机器人技术领域，尤其涉及一种巡检机器人及巡检方法。其中方法包括确定待检测机柜的高度；根据每层探测箱中的图像采集单元的可视角度以及所述待检测机柜的高度，计算每层探测箱的空间位置；根据多个探测箱的空间位置驱动每层探测箱移动至相应的空间位置；通过每层所述探测箱上的图像采集单元获取所述待检测机柜上相应部分待检测对象的图像数据；将获取的多个图像数据直接进行拼接，获得完整的待检测机柜的完整图像数据。利用本文实施例，可以通过多层探测箱一次性采集多张待检测机柜的部分图像数据，将这些部分图像数据进行拼接后可以获得待检测机柜的整体图像数据，缩减了机器人巡检的时间，提高了巡检效率。

Description

一种巡检机器人及巡检方法

技术领域

本文涉及机器人技术领域，尤其涉及一种巡检机器人及巡检方法。

背景技术

数据中心基础设施硬件现场巡检作为远程监控的补充，是数据中心智能运维的重要环节。目前人工巡检存在效率低人力成本高等问题。通过部署特种服务机器人，加载特定传感器，赋能现场巡检功能，覆盖巡视需求，可满足运维需求。

数据中心动力机房类似电力变配电站机房，部署大量成套配电柜，一般应用导轨式机器人。导轨机器人可水平及垂直位移，逐步位移到每一个配电柜前对每一个开关进行图像拍摄红外测温等，识别开关位置及仪表显示读数状态，与后台数据进行对比，自动判断开关位置是否正确，并判断仪表读数是否符合要求，最终反馈动力机房是否运行正常。

由于动力机房开关多，在每一个开关前，机器人都需要进行对焦拍摄，红外测温等工作，巡视速度慢。一般500平米的配电间，巡视一次需要将近2小时。如何提高巡视效率，压缩巡视时间，增加巡视频率，尽早发现异常，提高动力机房系统运行可靠度是亟需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本文实施例提供了一种巡检机器人及巡检方法，以提高巡检效率。

本文实施例提供了一种机器人巡检方法，包括，

确定待检测机柜的高度；

根据每层探测箱中的图像采集单元的可视角度以及所述待检测机柜的高度，计算每层探测箱的空间位置；

根据多个探测箱的空间位置驱动每层探测箱移动至相应的空间位置；

通过每层所述探测箱上的图像采集单元获取所述待检测机柜上相应部分待检测对象的图像数据；

将获取的多个图像数据直接进行拼接，获得完整的待检测机柜的完整图像数据。

本文实施例还提供了一种巡检机器人，包括，

承载部，多层探测箱，控制部，连接所述承载部与第一层探测箱的第一伸缩杆，以及连接其它层探测箱之间的多个第二伸缩杆；

所述承载部，用于承载多层所述探测箱，根据所述控制部的控制将多层探测箱移动至所述待检测机柜处；

所述控制部，用于采用上述方法计算每层探测箱的空间位置，控制所述第一伸缩杆以及第二伸缩杆将每层探测箱移动至所述空间位置，以使每层探测箱的图像采集单元采集待检测机柜相应部分待检测对象的图像数据。

本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现上述的方法。

利用本文实施例，可以通过多层探测箱一次性采集多张待检测机柜的部分图像数据，将这些部分图像数据进行拼接后可以获得待检测机柜的整体图像数据，缩减了机器人巡检的时间，提高了巡检效率。

附图说明

为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，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所示为本文实施例一种机器人巡检系统的结构示意图；

图2所示为本文实施例一种机器人巡检方法的流程图；

图3所示为本文实施例一种巡检机器人的结构示意图；

图4所示为本文实施例一种巡检机器人的详细结构示意图；

图5所示为本文实施例承载部的结构示意图；

图6a和图6b所示为本文实施例靴部以及驱动该靴部在轨道中移动的详细结构图；

图7所示为本文实施例驱动伸缩杆伸缩的结构示意图；

图8所示为本文实施例一种巡检系统的结构示意图；

图9所示本文实施例巡检机器人巡检方法的流程图；

图10所示本文实施例巡检机器人巡检方法的流程图。

【附图标记说明】

A、巡检机器人；

B、轨道；

C、伸缩杆；

D、探测箱；

E、机柜；

101、承载部；

1011、轨道；

1012、靴部；

1013、驱动模块；

102、探测箱；

1021、图像采集单元；

1022、转向云台；

103、控制部；

104、第一伸缩杆；

105、第二伸缩杆；

601、壳体；

602、主动轮；

603、驱动电机；

604、从动轮；

605、轴承；

606、固定杆；

700、伸缩杆；

701、吊丝绕组；

702、卷扬机；

703、吊丝；

704、第一节吊臂；

705、滑块；

706、第二节吊臂；

707、第三节吊臂；

708、第四节吊臂；

801、巡检机器人；

8011、轨道；

8012、靴部；

8013、第一伸缩杆；

8014、第一层探测箱；

8015、第一摄像头；

8016、第二伸缩杆；

8017、第二层探测箱；

8018、第二摄像头；

8019、传感器；

802、待检测机柜；

8021、待检测对象。

具体实施方式

下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，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，都属于本文保护的范围。

如图1所示为本文实施例一种机器人巡检系统的结构示意图，在本图中描述了本文实施例中的巡检机器人A通过轨道B以及伸缩杆C驱动多层探测箱D进行一次巡检可以获得整个机柜E整体图像的系统结构，对于现有的大部分机柜E来说，开关、显示屏等待检测对象水平方向上的位置相对固定，而在垂直方向上的位置存在较大差异，通过本实施例中上下两个探测箱D，可以通过一次巡检，即通过垂直方向上的两个探测箱D上的图像采集单元对机柜垂直方向上的被监测对象进行图像采集，就可以获得该机柜的完整图像数据，利用这个机柜的图像数据与后台的标准图像数据进行比较，就可以识别出机柜上的待检测对象是否出现故障。通过精确控制上下两层探测箱D垂直方向的位置，可以一次采集整个机柜的图像数据，节省了巡检时间，提高了巡检效率；并且可以减小单层伸缩杆C的行程，缩小巡检机器人A的轨道B和伸缩杆C的体积，使得机柜的排列更加紧凑，充分的利用昂贵的机房空间，节省整体运维费用；还可以通过多个探测箱反复确认出现问题的待检测对象，当对一个探测箱采集的图像数据分析后判断为故障时，可以通过另一个探测箱再次采集判断为故障的待检测对象的图像数据，从而核验故障分析结果是否准确；并且通过多层探测箱D可以采集更加庞大机柜在垂直方向上的图像数据，从而适配更多种类的机柜。

如图2所示为本文实施例一种机器人巡检方法的流程图，在本图中描述了通过多层探测箱对机柜进行图像采集的控制过程，由于探测箱上的图像采集单元可视范围有限，需要结合多个探测箱上的图像采集单元的可视范围进行计算，将多个图像采集单元的可视范围拼接成一个完整的机柜图像，其中需要调整探测箱与机柜之间的距离，从而可以保证在尽量短的时间里进行一次图像采集就可令多个图像采集单元获得机柜不同位置的图像数据，而多个图像数据拼接后不会重复出现相同的待检测对象，该方法可以通过巡检机器人内部的控制器执行，也可以通过远程的计算机执行，该方法具体包括：

步骤201，确定待检测机柜的高度；

步骤202，根据每层探测箱中的图像采集单元的可视角度以及所述待检测机柜的高度，计算每层探测箱的空间位置；

步骤203，根据多个探测箱的空间位置驱动每层探测箱移动至相应的空间位置；

步骤204，通过每层所述探测箱上的图像采集单元获取所述待检测机柜上相应部分待检测对象的图像数据；

步骤205，将获取的多个图像数据直接进行拼接，获得完整的待检测机柜的完整图像数据。

通过上述本文实施例中的方法，通过设置多层探测箱的空间位置可以使得每个探测箱上的图像采集单元采集到的图像数据无重叠，并且可以通过多层探测箱一次性采集多张待检测机柜的部分图像数据，将这些部分图像数据进行拼接后可以获得待检测机柜的整体图像数据，缩减了机器人巡检的时间，提高了巡检效率。

作为本文的一个实施例，在确定待检测机柜的高度中进一步包括，

根据巡检机器人的当前位置确定待检测机柜的特征；

根据所述待检测机柜的特征确定所述待检测机柜的高度。

在本步骤中，根据巡检机器人的当前位置确定待检测机柜的特征是指，待检测机柜的安装位置是预先设定的，巡检机器人可以通过网络的方式从远端获取待检测机柜的安装位置，也可以将待检测机柜的安装位置存储于巡检机器人内的存储单元，将巡检机器人的当前位置与待检测机柜的安装位置进行比较，将与所述巡检机器人位置重合或者接近的待检测机柜作为当前位置的待检测机柜。所述待检测机柜的特征可以包括，机柜的类型、编号等信息。其中可以通过待检测机柜的类型或者编号查找到对应的机柜高度。

作为本文的一个实施例，根据每层探测箱中的图像采集单元的可视角度以及所述待检测机柜的高度，计算每层探测箱的空间位置中包括，

将所述待检测机柜的高度按照探测箱的层数分为多个视野范围；

根据每个图像采集单元的可视角度以及视野范围，得到每个所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离；

将每层探测箱的视野范围的中心作为相应探测箱在竖直平面中的位置，将所述水平距离作为相应探测箱在水平平面中的位置。

在上述步骤中，由于不同机柜的高度可能不同，将待检测机柜沿高度(即竖直平面)方向划分为多个区域，每个区域具有一定的高度和宽度，从而构成相应的视野范围，每个区域对应于一层探测箱，每个探测箱上的图像采集单元采集对应视野范围内的待检测机柜上待检测对象的图像，在本实施例中，巡检机器人可以包括两层探测箱，每个探测箱上具有一个图像采集单元，待检测机柜的高度分为上下两部分，每层探测箱图像采集单元的视野范围对应于部分的待检测机柜，即，由上至下的第一层探测箱图像采集单元的视野范围对应于待检测机柜的上半部分，第二层探测箱图像采集单元的视野范围对应于待检测机柜的下半部分；每个图像采集单元具有预定的可视角度，结合图像采集单元的可视角度以及对应的视野范围，可以得到图像采集单元(也可以认为是探测箱)与待检测机柜之间的水平距离；结合探测箱在视野范围中心的位置(即竖直平面内的X轴和Y轴的坐标)，以及水平平面内的位置(即水平距离)就可以得到该探测箱的空间位置。

作为本文的一个实施例，根据每个图像采集单元的可视角度以及视野范围，得到每个所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离中进一步包括，

根据如下公式计算所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离：

其中，d为所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离，a为所述图像采集单元视野范围竖直方向的长度，θ为所述图像采集单元的可视角度。

在本步骤中，通过将待检测机柜的高度分为竖直方向的几个部分，在每个部分中利用对应探测箱中的图像采集单元采集图像数据，每个图像采集单元的可视角度可能不同，并且所述待检测机柜的高度也可能不同，通过本文实施例中的方法可以计算得到最合适的巡检机器人与待检测机柜之间的距离，不仅可以使得通过多层探测箱的图像采集单元获取的部分待检测机柜的图像不会产生重叠的部分，在拼接部分图像时减少判断重叠部分图像中待检测对象的状态的计算量，例如，上层探测箱的图像采集单元和下层探测箱的图像采集单元均获得一部分相同的待检测对象的图像，需要先对比那部分图像重复，然后在对上层或者下层图像采集单元获得的待检测机柜的部分图像进行剔除时，还需要决定剔除那一层的图像，并且在拼接两个部分图像时可能还存在待检测对象，例如按钮、开关、屏幕显示的数据等数据的完整性进行验证等工作；还可以减少一排待检测机柜与前后排待检测机柜之间的水平距离，由于在巡检机器人的探测箱上的图像采集单元能够一次性获取整个待检测机柜的图像数据的基础之上，还可以通过计算得到巡检机器人的探测箱与待检测机柜之间水平方向最短的距离，可以减小巡检机器人在巡检过程中的工作空间，也就是说，可以减小两排待检测机柜之间的水平方向上的距离，从而可以在有限的机房空间内安装更多的机柜，从而提高机房的利用率。

作为本文的一个实施例，根据多个探测箱的空间位置驱动每层探测箱移动至相应的空间位置中进一步包括，

当多层探测箱为两层时，将竖直方向靠上的第一层探测箱移动至所述待检测机柜距地面高度的(3/4)h处，将竖直方向靠下的第二层探测箱移动至所述待检测机柜距地面高度的(1/4h)处，其中，所述h为所述待检测机柜的高度。

在上述步骤中，以上下两层探测箱为例对本文实施例进行说明，还可以包括更多层的探测箱。当探测箱为两层时，第一层探测箱上的图像采集单元对应的视野范围为待检测机柜的上半部分，第二层探测箱上的图像采集单元对应的视野范围为待检测机柜的下班部分。当第一层探测箱位于待检测机柜高度的(3/4)h处时，第一层探测箱上的图像采集单元的可视角度可以获取待检测机柜顶部至(1/2)h处的图像数据；当第二层探测箱位于待检测机柜高度的(1/4)h处时，第二层探测箱上的图像采集单元的可视角度可以获取待检测机柜(1/2)h处至底部的图像数据。

作为本文的一个实施例，将获取的多个图像数据直接进行拼接，获得完整的待检测机柜的完整图像数据中进一步包括，

按照所述每个图像采集单元在竖直方向上的顺序，从上至下分别将各个图像采集单元获取的图像数据进行排序；

将排序后的图像数据进行拼接，形成待检测机柜的完整图像数据。

在上述步骤中，每个图像采集单元采集所述待检测机柜上相应部分待检测对象的图像数据都具有预定的编号，例如第一层探测箱的图像采集单元的编号为0001，第二层探测箱的图像采集单元的编号为0002，按照竖直方向从上至下的顺序获得的两个图像数据的编号分别为0001-0002，根据图像数据的编号将第一层探测箱图像采集单元获得的图像数据置于第二层探测箱图像采集单元获得的图像数据之上，将第一层探测箱图像采集单元获得的图像数据的下底边的坐标与第二层探测箱图像采集单元获得的图像数据的上底边的坐标重合，从而完成将两个图像数据进行拼接。如果更多的探测箱以及相应的图像采集单元获取更多的图像数据时，可以按照类似方式将检测机柜上相应部分待检测对象的图像数据进行拼接，从而得到待检测机柜的完整图像数据。

作为本文的一个实施例，本文实施例的方法还包括，

将所述完整图像数据与预先存储的正常图像相比较，若所述完整图像数据与预先存储的正常图像一致，则输出所述待检测机柜正常的巡检结果；若所述完整图像数据与预先存储的正常图像不一致，则输出所述待检测机柜不正常的巡检结果。

在本步骤中，通过对采集到的完整图像与预先存储的正常图像比较来进行待检测机柜是否正常的结果，其中，正常图像是指事先确定的待检测机柜或者相同种类(型号等)机柜正常工作时的图像，该图像中可能包括机柜中所有按钮、按键的状态(例如开关位置、指示灯点亮与否、指示灯的颜色等)，显示屏上显示的数值等信息。还可以通过深度学习、神经网络等人工智能的算法实现对完整图像识别，判断图像中待检测机柜上所有按钮、按键、显示屏上显示数值等待检测对象是否正常。

作为本文的一个实施例，当所述完整图像数据与预先存储的正常图像不一致时还包括，

确定出现问题的待检测对象在所述完整图像数据中的目标位置；

驱动竖直方向上距离所述目标位置最近的探测箱移动至所述目标位置；

控制所述探测箱上的图像采集单元采集所述目标位置的待检测对象的验证图像数据；

对所述验证图像数据进行验证。

在本步骤中，当通过将完整图像数据与正常图像相比较后不完全一致，则说明待检测机柜上的某个或者某些待检测对象状态不正常，由于前述获得的完整图像数据是调节多个探测箱在最小空间内进行的图像采集，因此采集到的完整图像数据可能不是十分清晰，当出现问题时，调整在出现问题的待检测对象最近的一个探测箱对该待检测对象进行进一步的图像采集，将探测箱移动到出现问题的待检测对象的正前方，通过调节图像采集单元的光圈、焦距等参数，从而能够获得针对该出问题的待检测对象清晰的目标图像数据，通过对该目标图像数据进行图像识别，可以更加准确的判断待检测对象是否出现问题，进一步提高故障判断的准确性，以及提高巡检的可靠性。

作为本文的一个实施例，所述图像采集单元采集所述待检测对象的图像是指，可以通过可见光相机以及红外线相机获取待检测对象的图像，其中可见光相机可以获取待检测对象的图片、视频等数据，红外线相机可以获得待检测对象或者待检测机柜的温度等信息。所述探测箱还可以包括其他采集单元，例如还可以通过湿度采集单元获取待检测机箱所处环境中的湿度信息。

作为本文的一个实施例，在驱动竖直方向上距离所述目标位置最近的探测箱移动至所述目标位置中进一步包括，

计算竖直方向上距离所述目标位置最近的探测箱的移动剩余量，若移动剩余量不足以移动到所述目标位置，则驱动竖直方向上距离所述目标位置次近的探测箱移动至所述目标位置。

在本步骤中，所述移动剩余量是指，探测箱通过伸缩杆沿着竖直平面方向进行移动，所述伸缩杆的伸长或者缩短都可通过例如霍尔传感器等方式获得其转动圈数或者变化的距离，从而可以计算出伸缩杆带动着所述探测箱还可以移动多少距离，当由于伸缩杆的长度无法满足移动到所述目标位置时，则可以驱动距离所述目标位置较近的探测箱移动，所述较近的探测箱是指，按照距离所述目标位置竖直方向距离的远近进行排序，按照顺序计算每个探测箱是否能够移动到所述目标位置，如果不能够移动到目标位置，则判断排序中下一个探测箱是否能够移动到目标位置，以此类推，直到找到能够移动到该目标位置的探测箱为止。

通过上述本文实施例的方法，通过设置多层探测箱的空间位置可以使得每个探测箱上的图像采集单元采集到的图像数据无重叠，并且可以通过多层探测箱一次性采集多张待检测机柜的部分图像数据，将这些部分图像数据进行拼接后可以获得待检测机柜的整体图像数据，缩减了机器人巡检的时间，提高了巡检效率。

如图3所示为本文实施例一种巡检机器人的结构示意图，在本图中描述了具有多层探测箱的巡检机器人，在本实施例中以两层探测箱为例进行说明，在其他实施例中的巡检机器人可以具有其他层数的探测箱，该巡检机器人通过在房间天花板的轨道可以移动到待检测机柜处，便通过其中的伸缩杆将探测箱移动到待检测机柜的待检测对象处，通过探测箱上的图像采集单元获取待检测对象的图像数据，该巡检机器人具体包括，

承载部101，多层探测箱102，控制部103，连接所述承载部101与第一层探测箱的第一伸缩杆104，以及连接其它层探测箱102之间的多个第二伸缩杆105；

所述承载部101，用于承载多层所述探测箱102，根据所述控制部103的控制将多层探测箱102移动至所述待检测机柜处；

所述控制部103，用于根据上述图2所示实施例中的计算方法计算每层探测箱的空间位置，控制所述第一伸缩杆104以及第二伸缩杆105将每层探测箱102移动至所述空间位置，以使每层探测箱102的图像采集单元1021采集待检测机柜相应部分待检测对象的图像数据。

通过上述多层探测箱102的设置，可以使得巡检机器人对待检测机柜一次拍照就可以获得待检测机柜整体的图像数据，减少了巡检的时间，提高了巡检效率。

作为本文的一个实施例，如图4所示为本文实施例一种巡检机器人的详细结构示意图，在本实施例中在所述探测箱102上还可以包括一转向云台1022，用于调节所述探测箱102在水平方向的转动。

在本实施例中，当探测箱102通过第一伸缩杆104或者第二伸缩杆105的调节后位于所述待检测机柜的指定空间位置，由于待检测机柜上的待检测对象可能不是正对探测箱102上的图像采集单元1021，为了能够采集到更加准确和清晰的图像，可以通过转向云台1022转动探测箱102从而调整图像采集单元1021在水平方向的视角，使得图像采集单元1021可以正对待检测机柜上的待检测对象，从而可以获得更加清晰图像数据。

作为本文的一个实施例，所述第一伸缩杆104和所述第二伸缩杆105的结构相同，都受到控制部103的控制进行伸长或者缩短的动作。

在本实施例中，所述承载部101通过第一伸缩杆104与所述第一层探测箱连接，所述第一伸缩杆104根据控制部103的控制进行伸长或者缩短，将与其连接的第一层探测箱移动至所述待检测机柜的相应空间位置，例如可以是距离待检测机柜顶部向下1/4待检测机柜高度的空间位置，或者还可以是距离待检测机柜顶部向下1/6待检测机柜高度的空间位置，或者还可以是其他空间位置。第一层探测箱与第二层探测箱，或者除第一层探测箱以外的其他层探测箱之间连接有多个第二伸缩杆105，该第二伸缩杆105受到控制部103的控制伸长或者缩短，带动其他层的探测箱移动，当然，每一层伸缩杆的移动方式(伸长或者缩短)或者距离(伸长或者缩短的距离)都不一定相同，需要控制部103采用如上述图2所示的方法进行计算。

作为本文实施例的一个方面，如图5所示为本文实施例承载部101的结构示意图，所述承载部101进一步包括轨道1011、靴部1012以及驱动模块1013，其中所述轨道1011呈工字型，所述靴部1012的一侧卡合于所述轨道1011工字型凹槽中，所述靴部1012的另一侧连接所述第一伸缩杆104，所述驱动模块1013位于所述靴部1012之内，根据控制部103的控制指令驱动所述靴部1012在所述轨道1011的工字型凹槽中移动。

在本实施例中，所述驱动模块1013可以为对称的多个轮子构成，位于所述靴部1012与轨道1011工字型凹槽相对的一侧，可以采用可拆卸的形式与靴部连接，或者也可以与所述靴部固定连接，例如焊接等方式连接，所述驱动模块1013的多个轮子与所述轨道1011工字型凹槽接触，在驱动模块1013的驱动下轮子可以沿着所述凹槽滚动，从而带动所述靴部1012在所述凹槽内滑动。

作为本文实施例的一个方面，所述轨道1011与所述靴部1012卡合的一侧的工字型横梁相较于远离一侧的工字型横梁窄。

在本实施例中，如果巡检机器人被吊设于楼层顶板，所述承载部101的轨道固定于所述楼层顶板，承载部101的靴部在轨道中移动，则所述轨道1011上侧的工字型横梁相对于下侧的工字型横梁宽，由于下侧的工字型横梁较窄，则可以使得靴部1012卡合在轨道1011下侧工字型横梁的卡合臂较窄；如果承载部101装设于通过轮部行走在地面之上的巡检机器人时，所述轨道1011上侧的工字型横梁相对于下侧的工字型横梁窄，由于上侧的工字型横梁较短，则可以使得靴部1012卡合在轨道1011上侧工字型横梁的卡合臂较窄；或者无论巡检机器人被吊装在楼层顶板还是在地面行走，所述靴部1012可能卡合于所述轨道1011的上侧或者下侧的工字型横梁，所述轨道1011与所述靴部1012卡合的一侧工字型横梁较窄，从而可以减小靴部1012的横向宽度，缩小靴部1012的体积，对于密集排列的机房而言，巡检机器人占据空间越小，越方便在被监测设备之间移动。

作为本文实施例的一个方面，所述承载部101吊装于楼层顶板，或者架设于地面的行走部件之上。

在本实施例中，所述承载部101可以与楼层顶板连接，承载部101的靴部在承载部101的轨道中移动到指定的位置对被监测设备进行检测；或者也可以架设于通过滚轮在地面上行走的部件之上，通过自动行驶技术判别障碍物或者按照规划的路线行走到被监测设备进行检测，在这种情况下，承载部101可以不包括轨道，直接通过升降机构托举检测部对被监测设备进行图像采集。

通过上述本文的实施例，巡检机器人可以向被监测设备发送开关显示屏的控制信号，从而可以在检测被监测设备时才点亮显示屏，达到节能的目的，并且可以使得巡检机器人获得更多种的检测信息，以便更好地对被监测设备进行监测和维护。

如图6a和图6b所示为本文实施例靴部以及驱动该靴部在轨道中移动的详细结构图，在本图中包括了卡接于轨道工字型凹槽中的壳体601，主动轮602，驱动电机603，从动轮604，轴承605，固定杆606。所述主动轮602与所述轨道1011工字型凹槽一侧抵触相连，在所述驱动电机603的驱动下沿着所述轨道1011的工字型凹槽的一侧滚动，从而带动所述靴部沿着所述轨道移动。所述从动轮604通过所述轴承605固定于所述固定杆606，所述从动轮604可以围绕所述轴承605转动，所述固定杆606固定于所述靴部，所述从动轮604的下部与所述轨道1011工字型凹槽抵触连接，当所述主动轮602在驱动电机603驱动下沿着轨道1011工字型凹槽的一个侧面滚动时，所述从动轮604在所述轨道1011工字型凹槽的另一个侧面滚动，与所述主动轮602一起带动所述靴部在所述轨道1011上移动。所述壳体601用于保护所述从动轮604，防止异物卷入所述从动轮604。在本实施例的附图中显示了具有1个主动轮602，4个从动轮604，但是在其他的实施例中还可以具有其他不同数量的主动轮和从动轮。

如图7所示为本文实施例驱动伸缩杆伸缩的结构示意图，在本图中包括了伸缩杆700，所述伸缩杆700具体包括了吊丝绕组701，卷扬机702，吊丝703，第一节吊臂704，滑块705，第二节吊臂706，第三节吊臂707，第四节吊臂708。所述第一节吊臂704，第二节吊臂706，第三节吊臂707，第四节吊臂708为圆柱体空心管，直径逐渐缩小，并且通过滑块705限位，使得第二节吊臂706不能够滑动到第一节吊臂704的空心管中，第三节吊臂707可在第二节吊臂706的空心管中自由滑动，第四节吊臂708可在第三节吊臂707的空心管中自由滑动。所述吊丝绕组701在卷扬机702的牵引下转动，吊丝703的一端缠绕在所述吊丝绕组701上，另一端与第四节吊臂708固定连接，吊丝703随着吊丝绕组701的转动放长或者收短。

当吊丝绕组701在卷扬机702的牵引下放长吊丝703时，所述第四节吊臂708，第三节吊臂707会顺序的从上一级吊臂的空心管中滑动出来，使得伸缩杆700变长；当吊丝绕组701在卷扬机702的牵引下收短吊丝703时，所述第四节吊臂708，第三节吊臂707会顺序的向上一级吊臂的空心管中滑动进去，使得伸缩杆700变短。随着伸缩杆700的变长或者变短，其连接的探测箱也将会位于控制部指定的竖直平面内的位置。

所述第一伸缩杆以及第二伸缩杆的结构都是类似的，在此不再赘述，区别在于多个第二伸缩杆连接与不同层的探测箱之间。

在其他的实施例中，第一节吊臂704与第二节吊臂706之间可以不具有滑块来限位第二节吊臂706不滑动入第一节吊臂704的空心管中。

在其他的实施例中，如果包括更多层的探测箱则可以通过本文实施例中的更多的伸缩杆来实现探测箱的驱动。

如图8所示为本文实施例一种巡检系统的结构示意图，在本图中包括了吊装的巡检机器人801，待检测机柜802，所述巡检机器人801中包括吊装于楼层顶板的轨道8011，靴部8012，第一伸缩杆8013，第一层探测箱8014，第一摄像头8015，第二伸缩杆8016，第二层探测箱8017，第二摄像头8018；待检测机柜802上包括位于不同位置的待检测对象8021。

其中，所述轨道8011吊装于楼层顶板，所述靴部8012在其内部的电机以及滚轮的驱动下沿着所述轨道8011移动，所述靴部8012下部通过可伸缩的第一伸缩杆8013连接第一层探测箱8014，所述第一伸缩杆8013在靴部8012内部的电机的驱动下沿着竖直方向上下移动，从而带着所述第一层探测箱8014上下移动，直到所述第一层探测箱8014移动到控制部指定的位置，令所述第一层探测箱8014上的第一摄像头8015朝向所述待检测机柜802特定的区域，通过第一摄像头8015采集所述待检测机柜802上特定区域中的一个或者多个待检测对象8021的图像数据；所述第一层探测箱8014下部通过可伸缩的第二伸缩杆8016连接第二层探测箱8017，所述第二伸缩杆8016在第一层探测箱8014内部的电机的驱动下沿着竖直方向上下移动，从而带着所述第二层探测箱8017上下移动，直到所述第二层探测箱8017移动到控制部指定的位置，令所述第二层探测箱8017上的第二摄像头8018朝向所述待检测机柜802特定的区域，通过第二摄像头8018采集所述待检测机柜802上特定区域中的一个或者多个待检测对象8021的图像数据。

内置于所述靴部8012或者某层探测箱内的控制部，通过例如可以通过如图9所示本文实施例巡检机器人巡检方法的流程图来控制某个或者每个伸缩杆的移动(也可以控制转向云台)，从而完成一次图像采集就可以获得待检测机柜802整体图像数据：

步骤901，在所述靴部8012的驱动下，探测箱移动至与待检测机柜802竖直平面的正前方。

在本步骤中，远程服务器或者巡检机器人控制部存储有待检测机柜802的位置信息，以及该待检测机柜802的类型(型号)或者高度信息，通过探测箱移动的位置可以确定待检测机柜802的类型或者直接确定待检测机柜802的高度信息。

步骤902，确定待检测机柜802的高度信息。

在本步骤中，根据待检测机柜802的类型或者型号查找对照表，获得该待检测机柜802的设备参数，例如包括待检测机柜的长宽高，开关、按键、指示灯、显示屏等待检测对象的布局，也就是说，待检测机柜面板上的待检测对象的分布位置、区域大小等信息。

步骤903，获取每个探测箱上每个摄像头的拍照参数。

在本步骤中，控制部从探测箱的设备列表中获取每个摄像头的可视角度信息，还可以获取摄像头其他的拍照参数，例如分辨率、曝光参数、焦距参数等。

步骤904，控制部根据所述待检测机柜的高度以及每个摄像头的可视角度，计算每层探测箱的空间位置。

在本步骤中，例如可以采用如下公式来计算探测箱距离待检测机柜竖直平面的距离d：

其中，d为所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离，a为所述摄像头视野范围竖直方向的长度，θ为所述摄像头的可视角度。

将第一摄像头8015的视野范围数值方向的长度的最上端以待检测机柜顶部为上沿，将第二摄像头8018的视野范围数值方向的长度的最下端以待检测机柜顶部为下沿，第一摄像头8015的视野范围数值方向的长度的最下端与第二摄像头8018的视野范围数值方向的长度的最上端重合，保证了探测箱距离所述待检测机柜的水平距离最短。

通过本步骤可以得到每层探测箱的空间位置，即，在与待检测机柜802面板竖直方向平行的平面内的(X，Y)坐标，以及探测箱距离所述待检测机柜802面板的水平距离构成的Z坐标，可以构成探测箱的空间位置。

步骤905，控制部通过第一伸缩杆8013以及第二伸缩杆8016分别驱动所述第一层探测箱8014以及第二层探测箱8017移动到指定的空间位置。

在本步骤中，可以通过如图8所示的装置结构来实现上述第一层探测箱8014以及第二层探测箱8017移动到指定的空间位置。

步骤906，控制部控制所述第一层探测箱8014以及第二层探测箱8017上的第一摄像头8015以及第二摄像头8018同时对待检测机柜802相对应的部分进行拍照。

在本步骤中，可以通过控制部根据各探测箱的空间位置设置每个探测箱上摄像头的拍摄参数，例如可以包括焦距，快门速度，光圈等拍照参数，其中，焦距可以根据空间位置中的探测箱与待检测机柜水平距离来设定(在这里视探测箱和摄像头是一个部件)，快门速度和光圈等与图像采集时的光线有关拍照参数可以根据探测箱在竖直平面内的坐标(即探测箱与地面的距离)来设定，当探测箱距离地面较近时，距离楼层顶板照明设备较远时，可以以减慢快门速度或者加大光圈拍照参数设置摄像头来获得更多的光线，增加图像采集的亮度；当探测箱距离地面较远时，距离楼层顶板照明设备较近时，可以以加快快门速度或者缩小光圈拍照参数设置摄像头来避免过度曝光，获得更加清晰的待检测机柜802的局部图像数据。

步骤907，按照摄像头的顺序将其得到的图像数据进行拼接。

在本步骤中，可以根据第一摄像头8015和第二摄像头8018的编号将各个摄像头获得的所述待检测机柜的局部图像数据进行排序，然后将两个局部图像数据进行拼接，形成一个完整的待检测机柜的图像数据。

步骤908，将拼接后的图像数据与预设的正常图像数据进行对比，若对比结果一致则进入步骤909，否则进入步骤910。

在本步骤中，将拼接后的图像数据与预设的正常图像数据进行对比可以在巡检机器人的控制部进行，也可以由控制部通过通信设备将拍摄得到的所述待检测机柜的局部图像数据发送给远端服务器，由服务器将待检测机柜的局部图像数据拼接后与预设的正常图像数据进行对比，其中，正常图像数据是根据与据待检测机柜相同类型或者待检测机柜本身在正常工作时的面板图像进行存储得到。

步骤909，输出所述待检测机柜巡检正常的结果。

步骤910，输出所述待检测机柜巡检不正常的结果。

在上述步骤909和步骤910中，可以将巡检机器人所在位置或者所在位置对应的待检测机柜的编号作为输出结果的一部分。

重复上述步骤901至步骤910，完成该巡检机器人对指定的待检测机柜的巡检工作。

内置于所述靴部8012或者某层探测箱内的控制部，通过例如可以通过如图10所示本文实施例巡检机器人巡检方法的流程图来控制某个或者每个伸缩杆的移动(也可以控制转向云台)，从而完成一次图像采集就可以获得待检测机柜802整体图像数据：

步骤1001-步骤1007与上述实施例中的步骤901-步骤907相类似，在此不再赘述。

步骤1008，将拼接后的图像数据与预设的正常图像数据进行对比，若对比结果一致则进入步骤1009，否则进入步骤1010。

步骤1009，输出所述待检测机柜巡检正常的结果。

步骤1010，确定对比不一致出现的待检测机柜的局部图像数据所在位置信息。

在本步骤中，例如位于第一层探测箱8014的第一摄像头8015获得的所述待检测机柜802的局部图像与正常图像数据不一致，则可以得到位置信息为第一层探测箱8014的空间位置。

步骤1011，控制部根据所述位置信息驱动另一个探测箱移动至指定位置。

在本步骤中，控制部控制第二层探测箱8017移动至原第一层探测箱8014的空间位置，具体操作过程可以是缩短所述第一伸缩杆8013以及第二伸缩杆8016，在竖直平面内升高所述第二层探测箱8017至原第一层探测箱8014的空间位置。

步骤1012，控制部控制所述另一个探测箱的摄像头进行局部图像数据采集。

在本步骤中，控制部控制所述第二层探测箱8017的第二摄像头8018以原第一层探测箱8014的第一摄像头8015的拍照参数对所述待检测机柜的局部区域进行拍照。并且，还可以通过第二层探测箱8017中的各种传感器8019获得待检测机柜局部区域的温度信息、湿度信息等。

步骤1013，根据重新采集到的局部图像数据分析待检测机柜是否出现故障。

在本步骤中，可以通过机器学习的算法或者知识库等手段，结合重新采集得到的局部图像数据以及传感器获得的参数信息，分析待检测机柜是否出现故障，如果出现故障则例如上述步骤910，输出巡检不正常的结果。

重复上述步骤1001至步骤1013完成该巡检机器人对指定的待检测机柜的巡检工作。

通过上述本文实施例的巡检机器人和相应的待检测机柜，通过设置多层探测箱的空间位置可以使得每个探测箱上的图像采集单元采集到的图像数据无重叠，并且可以通过多层探测箱一次性采集多张待检测机柜的部分图像数据，将这些部分图像数据进行拼接后可以获得待检测机柜的整体图像数据，缩减了机器人巡检的时间，提高了巡检效率。

本文实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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下步骤：

确定待检测机柜的高度；

根据每层探测箱中的图像采集单元的可视角度以及所述待检测机柜的高度，计算每层探测箱的空间位置；

根据所述多个探测箱的空间位置驱动所述多层探测箱移动至相应的空间位置；

通过每层所述探测箱上的图像采集单元获取所述待检测机柜上相应部分待检测对象的图像数据；

将获取的多个图像数据直接进行拼接，获得完整的待检测机柜的完整图像数据。

本文实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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下步骤：

确定待检测机柜的高度；

根据每层探测箱中的图像采集单元的可视角度以及所述待检测机柜的高度，计算每层探测箱的空间位置；

根据所述多个探测箱的空间位置驱动所述多层探测箱移动至相应的空间位置；

通过每层所述探测箱上的图像采集单元获取所述待检测机柜上相应部分待检测对象的图像数据；

将获取的多个图像数据直接进行拼接，获得完整的待检测机柜的完整图像数据。

本文实施例提供的计算机设备还可以实现如图2、图9、图10中的方法。

对应于图2、图9、图10中的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。

本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图2、图9、图10的方法。

应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。

另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本文中应用了具体实施例对本文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文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，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文的限制。

Claims (11)

1.一种机器人巡检方法，其特征在于包括，

确定待检测机柜的高度；

根据每层探测箱中的图像采集单元的可视角度以及所述待检测机柜的高度，计算每层探测箱的空间位置；其中，将所述待检测机柜的高度按照探测箱的层数分为多个视野范围；根据每个图像采集单元的可视角度以及视野范围，得到每个所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离；将每层探测箱的视野范围的中心作为相应探测箱在竖直平面中的位置，将所述水平距离作为相应探测箱在水平平面中的位置；

根据多个探测箱的空间位置驱动每层探测箱移动至相应的空间位置；

通过每层所述探测箱上的图像采集单元获取所述待检测机柜上相应部分待检测对象的图像数据；

将获取的多个图像数据直接进行拼接，获得完整的待检测机柜的完整图像数据；

所述方法还包括，将所述完整图像数据与预先存储的正常图像相比较，若所述完整图像数据与预先存储的正常图像一致，则输出所述待检测机柜正常的巡检结果；若所述完整图像数据与预先存储的正常图像不一致，则输出所述待检测机柜不正常的巡检结果；并确定出现问题的待检测对象在所述完整图像数据中的目标位置；驱动竖直方向上距离所述目标位置最近的探测箱移动至所述目标位置；控制所述探测箱上的图像采集单元采集所述目标位置的待检测对象的验证图像数据；对所述验证图像数据进行验证。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定待检测机柜的高度中进一步包括，

根据巡检机器人的当前位置确定待检测机柜的特征；

根据所述待检测机柜的特征确定所述待检测机柜的高度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每个图像采集单元的可视角度以及视野范围，得到每个所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离中进一步包括，

根据如下公式计算所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离：

其中，d为所述探测箱距离所述待检测机柜的水平距离，a为所述图像采集单元视野范围竖直方向的长度，θ为所述图像采集单元的可视角度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据多个探测箱的空间位置驱动每层探测箱移动至相应的空间位置中进一步包括，

当多层探测箱为两层时，将竖直方向靠上的第一层探测箱移动至所述待检测机柜距地面高度的（3/4）h处，将竖直方向靠下的第二层探测箱移动至所述待检测机柜距地面高度的（1/4h）处，其中，所述h为所述待检测机柜的高度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将获取的多个图像数据直接进行拼接，获得完整的待检测机柜的完整图像数据中进一步包括，

按照每个图像采集单元在竖直方向上的顺序，从上至下分别将各个图像采集单元获取的图像数据进行排序；

将排序后的图像数据进行拼接，形成待检测机柜的完整图像数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在驱动竖直方向上距离所述目标位置最近的探测箱移动至所述目标位置中进一步包括，

计算竖直方向上距离所述目标位置最近的探测箱的移动剩余量，若移动剩余量不足以移动到所述目标位置，则驱动竖直方向上距离所述目标位置次近的探测箱移动至所述目标位置。

7.一种巡检机器人，其特征在于包括，

承载部，多层探测箱，控制部，连接所述承载部与第一层探测箱的第一伸缩杆，以及连接其它层探测箱之间的多个第二伸缩杆；

所述承载部，用于承载多层所述探测箱，根据所述控制部的控制将多层探测箱移动至所述待检测机柜处；

所述控制部，用于采用上述权利要求1-6任意一项所述的方法计算每层探测箱的空间位置，控制所述第一伸缩杆以及第二伸缩杆将每层探测箱移动至所述空间位置，以使每层探测箱的图像采集单元采集待检测机柜相应部分待检测对象的图像数据；其中，将所述完整图像数据与预先存储的正常图像相比较，若所述完整图像数据与预先存储的正常图像一致，则输出所述待检测机柜正常的巡检结果；若所述完整图像数据与预先存储的正常图像不一致，则输出所述待检测机柜不正常的巡检结果；并确定出现问题的待检测对象在所述完整图像数据中的目标位置；驱动竖直方向上距离所述目标位置最近的探测箱移动至所述目标位置；控制所述探测箱上的图像采集单元采集所述目标位置的待检测对象的验证图像数据；对所述验证图像数据进行验证。

8.根据权利要求7所述的巡检机器人，其特征在于，在所述探测箱上还包括转向云台，用于调节所述探测箱在水平方向的转动。

9.根据权利要求7所述的巡检机器人，其特征在于，所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆的结构相同，都受到控制部的控制进行伸长或者缩短的动作。

10.根据权利要求7所述的巡检机器人，其特征在于，所述承载部吊装于楼层顶板，或者架设于地面的行走部件之上。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1-6任一项的方法。

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