CN114193425B - 一种基于视觉检测的巡检装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于视觉检测的巡检装置，包括，车体、旋转平台、摄像装置、红外装置、速度检测装置、抓取装置、重量检测装置、重量平衡装置、中控模块。本发明通过设置摄像装置采集原始环境图，通过中控模块对比实时环境图与原始环境图确定目标物，通过设置红外装置对目标物进行尺寸识别，精准确定目标物的范围，挺高工作效率，通过检测目标物的移动速度对目标物进一步判定，通过检测实时抓取重量调节所述重量平衡装置，保障了巡检机构能够稳定运行，提高使用寿命，采用巡检区域边缘环绕采集方法可以使所述巡检装置应用于复杂形状区域，同时所述巡检装置可以通过设置不同的尺寸信息、速度信息应用于不用的工作环境。

Description

一种基于视觉检测的巡检装置及方法

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种基于视觉检测的巡检装置及方法。

背景技术

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支，简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断，机器视觉系统是通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

机器视觉伴随计算机技术、现场总线技术的发展，技术日臻成熟，已是现代加工制造业不可或缺的产品，广泛应用于环保、食品和饮料、化妆品、制药、建材和化工、金属加工、电子制造、包装、汽车制造和高危作业等行业，但在现有的机器视觉巡检装置中，经常存在面对复杂工作环境识别困难，面对复杂工况无法自动调节，应用环境单一等问题。

发明内容

为此，本发明提供一种基于视觉检测的巡检装置及方法，用以克服现有技术中面对复杂工作环境识别困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于视觉检测的巡检方法，包括，

步骤S1，通过摄像装置在巡检区域内进行环境采集，并将结果传递至中控模块，所述中控模块将摄像装置采集的图像生成原始环境图，所述摄像装置设置在巡检装置上，当所述巡检装置工作时，所述摄像装置采集实时环境图，所述中控模块将实时环境图与原始环境图进行对比，根据对比结果确定目标物的数量，利用红外装置对目标物进行检测距离，中控模块根据实时环境图上目标物的尺寸与目标物的距离确定目标物的实际尺寸，中控模块将目标物的实际尺寸与其内部设定的选取尺寸范围进行对比，根据对比结果确认是否为选取目标物；

步骤S2，当所述中控模块判定目标物为选取目标物时，通过速度检测装置对选取目标物进行移动速度检测，中控模块将选取目标物的移动速度与其内部设定的选定移动速度范围进行对比，根据对比结果确认是否为选定目标物；

步骤S3，当所述中控模块判定选取目标物为选定目标物时，中控模块控制车体移动至选定目标物位置，通过抓取装置将选定目标物进行抓取，当所述抓取装置在对选定目标物进行抓取时，通过重量检测装置实时检测抓取重量变化，所述中控模块将实时抓取重量与其内部设定的标准重量范围进行对比，并通过对比结果调节重量平衡装置，完成对选定目标物的抓取后，中控模块控制所述车体移动至设定地点，进行投放；

步骤S4，当所述巡检装置完成对一个目标物的抓取投放后，对实时环境图上的下一个目标物进行尺寸判定、速度判定、抓取重量调节、投放的步骤操作，直至对实时环境图上所有目标物判定并操作完成。

进一步地，当所述摄像装置在巡检区域内进行环境采集前，向所述中控模块中输入巡检区域位置信息，中控模块通过控制所述车体在巡检区域边缘移动，所述旋转平台转动以带动所述摄像装置旋转，通过实时旋转使摄像装置拍摄方向的与车体移动方向成90°角，并且摄像装置的朝向为巡检区域内部，当所述车体沿巡检区域边缘移动一周并形成封闭路线时，所述摄像装置将采集的环境图像传递至所述中控模块，中控模块将摄像装置采集的图像生成原始环境图。

进一步地，当所述巡检装置工作时，所述中控模块对原始环境图进行区域划分，所述车体移动至第一个划分区的中间位置，所述旋转平台带动所述摄像装置旋转，旋转同时摄像装置对第一个划分区进行360°的图像采集，摄像装置将采集结果传递至中控模块，中控模块根据采集结果生成实时环境图，中控模块将实时环境图与原始环境图进行对比，将实时环境图与原始环境图中有差异的点作为一个目标物，并确定目标物的数量。

进一步地，当所述中控模块判断实时环境中有目标物时，所述红外装置检测所述车体到目标物的距离，中控模块根据目标物的距离与目标物在实时环境图上的尺寸确定目标物实际尺寸，中控模块选取目标物的最长尺寸为第一尺寸、选取目标物的第一尺寸所在线的中点为目标物中点、选取过目标物中点并与第一尺寸所在线垂直方向上的目标物尺寸为第二尺寸；

所述中控模块内设有选取长度范围与选取宽度范围，中控模块将目标物的第一尺寸与选取长度范围对比，

当第一尺寸不在选取长度范围内时，所述中控模块判定该目标物不是选取目标物，中控模块对下一个目标物进行判定；

当第一尺寸在选取长度范围内时，所述中控模块将目标物的第二尺寸与选取宽度范围进行对比，当第二尺寸不在选取宽度范围内时，所述中控模块判定该目标物不是选取目标物，中控模块对下一个目标物进行判定；当第二尺寸在选取宽度范围内时，所述中控模块判定该目标物为选取目标物，进行下一步检测。

进一步地，所述中控模块内设有目标物的标准选定速度Vb与标准选定速度差ΔVb，当所述中控模块判定该目标物为选取目标物时，所述速度检测装置检测选取目标物的实时移动速度Vs，所述中控模块根据实时移动速度Vs与标准选定速度Vb计算实时速度差ΔVs，ΔVs=|Vb-Vs|，中控模块将实时速度差ΔVs与标准选定速度差ΔVb进行对比，

当ΔVs≤ΔVb时，所述中控模块判定选取目标物为选定目标物，所述巡检装置将对选定目标物进行抓取；

当ΔVs＞ΔVb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度不在选定移动速度范围内，所述中控模块将选取目标物的实时移动速度Vs与标准选定速度Vb进行对比。

进一步地，当选取目标物的实时速度差ΔVs大于标准选定速度差ΔVb时，所述中控模块将选取目标物的实时移动速度Vs与标准选定速度Vb进行对比，

当Vs＞Vb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度大于标准选定速度，不对选取目标物进行抓取操作；

当Vs＜Vb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度小于标准选定速度，所述巡检装置对下一个目标物进行判定抓取完成后再对该选定目标物进行一次移动速度检测判定。

进一步地，所述中控模块内设有标准抓取重量Mb与标准重量差ΔMb，当所述中控模块判定选取目标物为选定目标物时，所述中控模块控制所述车体移动至选定目标物位置，通过所述抓取装置将选定目标物进行抓取，所述重量检测装置检测抓取装置的实时抓取重量Ms，中控模块根据实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb计算实时重量差ΔMs，ΔMs=|Mb-Ms|，中控模块将实时重量差ΔMs与标准重量差ΔMb进行对比，

当ΔMs≤ΔMb时，所述中控模块判定选定目标物的重量在标准范围内，所述巡检装置对选定目标物完成抓取投放；

当ΔMs＞ΔMb时，所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内，中控模块将实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb进行对比，根据对比结果调节所述重量平衡装置。

进一步地，所述重量平衡装置包括，配重齿轮与齿轮滑道，所述配重齿轮的初始位置为所述齿轮滑道的中间位置，所述中控模块内设有齿轮滑道的长度为L,当所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内时，中控模块通过调节所述配重齿轮的位置控制所述巡检装置的重心位置。

进一步地，当所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内时，中控模块将实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb进行对比，

当Ms＜Mb时，所述中控模块判定实时抓取重量小于标准抓取重量，不对所述重量平衡装置进行调整；

当Ms＞Mb时，所述中控模块判定实时抓取重量大于标准抓取重量，中控模块将所述配重齿轮向所述车体的尾端移动L1长度，L1=（Ms-Mb）/Mb×L/2+K,其中K为配置调节参数。

所述中控模块将所述配重齿轮的移动长度L1与所述齿轮滑道长度一半L/2进行对比，当L1＞L/2时，所述中控模块判定选定目标物超重，不对该选定目标物进行抓取，中控模块将该选定目标物的在实时环境图中进行标注。

一种应用于上述基于视觉检测的巡检方法的装置,包括，

车体，其为所述巡检装置的载体，用以带动巡检装置移动；

旋转平台，其设置在所述车体上部，所述旋转平台用以带动其上部的部件旋转；

摄像装置，其设置在所述旋转平台上，用以采集环境信息；

红外装置，其设置在所述摄像装置上部，用以检测距离；

速度检测装置，其设置在所述红外装置上部，用检测目标物的移动速度；

抓取装置，其设置在所述车体前段，用以对目标物的抓取；

重量检测装置，其设置在所述抓取装置的内部，用以检测目标物的重量；

重量平衡装置，其设置在所述车体内部，用以改变车体重心；

中控模块，其与所述车体、所述旋转平台、所述摄像装置、所述红外装置、所述速度检测装置、所述抓取装置、所述重量检测装置、所述重量平衡装置分别相连，用以调节各部件的工作状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置所述摄像装置采集周围环境信息并生成原始环境图，通过所述中控模块对比工作中的实时环境图与原始环境图确定目标物，再对目标物进行尺寸识别，可以快速缩小目标物的范围，挺高工作效率，通过检测目标物的移动速度，可以精准的判断目标物的是否为选定目标物，通过检测选定目标物的实时抓取重量调节所述重量平衡装置，可以保障所述巡检机构能够稳定运行，也可以排除目标物的误识别，进一步提高了识别的精度，采用巡检区域边缘环绕的采集方法可以使所述巡检装置应用于复杂形状区域，同时所述巡检装置可以通过设置不同的尺寸信息、速度信息应用于不用的工作环境。

进一步地，通过采用巡检区域边缘环绕的采集方法可以使所述巡检装置应用于复杂形状区域，避免了信息采集存在盲区，使所述车体沿巡检区域边缘移动一周并形成封闭路线，减少来图像采集的次数，提高了图形采集的效率。

进一步地，通过利用所述中控模块对巡检区域的划分，消除划分区内的采集盲区，通过在划分完成的区域中间位置采用定点360°旋转采集，减少了所述巡检装置的移动路径，节约了巡检时间，不仅提高了巡检装置的工作效率，又增加了巡检采集图像的全面性，提高了识别精度。

进一步地，通过设定采集目标物的第一尺寸与第二尺寸，并与选取目标物尺寸对比，可以快速排除非目标物的物体，同时采用两级的尺寸对比，以及第二尺寸的确定方法，可以更加精确的确定需要选取的目标物的尺寸范围，同时采用第二尺寸的确定方法可以设置不同尺寸应对不同的使用环境，增加了所述巡检装置使用环境的灵活性。

尤其，通过在所述中控模块内设置标准选定速度差与标准选定速度，并计算实时移动速度与标准速度的差值与选定速度差进行对比，可以确定选取目标物的移动速度是否在选取范围内，减小了由于环境因素以及测量误差带来的误识别，保障了巡检装置的准确性。

进一步地，当所述中控模块判定选取目标物的移动速度不在设定的标准移动速度范围内时，中控模块将选取目标物的实时移动速度与标准速度进行对比，通过速度对比的方法判定选取目标物的状态，对特殊状态的选取目标物会进行间隔性的第二次检测判定，进一步增加了所述巡检装置的准确性，避免因环境因素使识别过程出现遗漏。

进一步地，在抓取过程中通过检测实时的抓取重量调节所述重量平衡装置，在所述中控模块中设置标准抓取重量与标准重量差，使实时的抓取重量在一个范围内不需要调节，减少了不必要的调节过程，节约了抓取过程的调节时间，提高工作效率。

尤其，通过设计所述重量平衡装置保证所述巡检装置的稳定性，在重量平衡装置中设置所述配重齿轮，通过调节配重齿轮的位置改变所述车体的重心，既可以在抓取过程中保障车体的稳定，有可以利用重心的改变帮助巡检装置提高避障能力，保障了巡检装置的正常运行。

尤其，当所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内时，通过对比实时抓取重量与标准抓重量，调节所述配重齿轮的位置，保障了抓取过程的平稳，使所述巡检装置不受损伤，维护了巡检装置的正常运行。

进一步地，通过中控模块检测所述配重齿轮的位置是否超过限定位置，当超过限定位置时将放弃抓取，进一步保护了所述巡检装置不受机械损伤，提高了巡检装置的受用寿命，对放弃抓取的选定目标物进行标注，由人员来现场进行核实，避免了对选定目标物抓取的遗漏，提高识别抓取的效果。

附图说明

图1为本发明所述基于视觉检测的巡检方法的流程图；

图2为本发明所述基于视觉检测的巡检装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述基于视觉检测的巡检方法的流程图，本发明公布一种基于视觉检测的巡检方法，包括，

步骤S1，通过摄像装置在巡检区域内进行环境采集，并将结果传递至中控模块，所述中控模块将摄像装置采集的图像生成原始环境图，当巡检装置工作时，所述摄像装置采集实时环境图，所述中控模块将实时环境图与原始环境图进行对比，根据对比结果确定目标物的数量，利用红外装置对目标物进行检测距离，中控模块根据实时环境图上目标物的尺寸与目标物的距离确定目标物的实际尺寸，中控模块将目标物的实际尺寸与其内部设定的选取尺寸范围进行对比，根据对比结果确认是否为选取目标物；

步骤S2，当所述中控模块判定目标物为选取目标物时，通过速度检测装置对选取目标物进行移动速度检测，中控模块将选取目标物的移动速度与其内部设定的选定移动速度范围进行对比，根据对比结果确认是否为选定目标物；

步骤S3，当所述中控模块判定选取目标物为选定目标物时，中控模块控制车体移动至选定目标物位置，通过抓取装置将选定目标物进行抓取，当所述抓取装置在对选定目标物进行抓取时，通过重量检测装置实时检测抓取重量变化，所述中控模块将实时抓取重量与其内部设定的标准重量范围进行对比，并通过对比结果调节重量平衡装置，完成对选定目标物的抓取后，中控模块控制所述车体移动至设定地点，进行投放；

步骤S4，当所述巡检装置完成对一个目标物的抓取投放后，对实时环境图上的下一个目标物进行尺寸判定、速度判定、抓取重量调节、投放的步骤操作，直至对实时环境图上所有目标物判定并操作完成。

请继续参阅图2所示，其为本发明所述基于视觉检测的巡检装置的结构示意图,本发明提供一种基于视觉检测的巡检装置，包括，

车体1，其为所述巡检装置的载体，用以带动巡检装置移动；

旋转平台2，其设置在所述车体1上部，所述旋转平台2用以带动其上部的部件旋转；

摄像装置3，其设置在所述旋转平台2上，用以采集环境信息；

红外装置4，其设置在所述摄像装置3上部，用以检测距离；

速度检测装置5，其设置在所述红外装置4上部，用检测目标物的移动速度；

抓取装置6，其设置在所述车体1前段，用以对目标物的抓取；

重量检测装置7，其设置在所述抓取装置6的内部，用以检测目标物的重量；

重量平衡装置8，其设置在所述车体1内部，用以改变车体1重心；

中控模块，其与所述车体1、所述旋转平台2、所述摄像装置3、所述红外装置4、所述速度检测装置5、所述抓取装置6、所述重量检测装置7、所述重量平衡装置8分别相连，用以调节各部件的工作状态；

所述摄像装置3在巡检区域内进行环境采集，并将结果传递至所述中控模块，中控模块将摄像装置3采集的图像生成原始环境图，当所述巡检装置工作时，所述摄像装置3采集实时环境图，所述中控模块将实时环境图与原始环境图进行对比，根据对比结果确定目标物的数量，所述红外装置4对目标物进行检测距离，中控模块根据实时环境图上目标物的尺寸与目标物的距离确定目标物的实际尺寸，中控模块将目标物的实际尺寸与其内部设定的选取尺寸范围进行对比，根据对比结果确认是否为选取目标物；

当所述中控模块判定目标物为选取目标物时，所述速度检测装置5对选取目标物进行移动速度检测，中控模块将选取目标物的移动速度与其内部设定的选定移动速度范围进行对比，根据对比结果确认是否为选定目标物；

当所述中控模块判定选取目标物为选定目标物时，中控模块控制所述车体1移动至选定目标物位置，通过所述抓取装置6将选定目标物进行抓取，当所述抓取装置6在对选定目标物进行抓取时，所述重量检测装置7实时检测抓取重量变化，所述中控模块将实时抓取重量与其内部设定的标准重量范围进行对比，并通过对比结果调节所述重量平衡装置8，完成对选定目标物的抓取后，中控模块控制所述车体1移动至设定地点，进行投放；

当所述巡检装置完成对一个目标物的抓取投放后，对实时环境图上的下一个目标物进行尺寸判定、速度判定、抓取重量调节、投放的步骤操作，直至对实时环境图上所有目标物判定并操作完成。

通过设置所述摄像装置3采集周围环境信息并生成原始环境图，通过所述中控模块对比工作中的实时环境图与原始环境图确定目标物，再对目标物进行尺寸识别，可以快速缩小目标物的范围，挺高工作效率，通过检测目标物的移动速度，可以精准的判断目标物的是否为选定目标物，通过检测选定目标物的实时抓取重量调节所述重量平衡装置8，可以保障所述巡检机构能够稳定运行，也可以排除目标物的误识别，进一步提高了识别的精度，采用巡检区域边缘环绕的采集方法可以使所述巡检装置应用于复杂形状区域，同时所述巡检装置可以通过设置不同的尺寸信息、速度信息应用于不用的工作环境。

具体而言，当所述摄像装置3在巡检区域内进行环境采集前，向所述中控模块中输入巡检区域位置信息，中控模块通过控制所述车体1在巡检区域边缘移动，所述旋转平台2转动以带动所述摄像装置3旋转，通过实时旋转使摄像装置3拍摄方向的与车体1移动方向成90°角，并且摄像装置3的朝向为巡检区域内部，当所述车体1沿巡检区域边缘移动一周并形成封闭路线时，所述摄像装置3将采集的环境图像传递至所述中控模块，中控模块将摄像装置3采集的图像生成原始环境图。

通过采用巡检区域边缘环绕的采集方法可以使所述巡检装置应用于复杂形状区域，避免了信息采集存在盲区，使所述车体1沿巡检区域边缘移动一周并形成封闭路线，减少来图像采集的次数，提高了图形采集的效率。

具体而言，当所述巡检装置工作时，所述中控模块对原始环境图进行区域划分，所述车体1移动至第一个划分区的中间位置，所述旋转平台2带动所述摄像装置3旋转，旋转同时摄像装置3对第一个划分区进行360°的图像采集，摄像装置3将采集结果传递至中控模块，中控模块根据采集结果生成实时环境图，中控模块将实时环境图与原始环境图进行对比，将实时环境图与原始环境图中有差异的点作为一个目标物，并确定目标物的数量。

通过利用所述中控模块对巡检区域的划分，消除划分区内的采集盲区，通过在划分完成的区域中间位置采用定点360°旋转采集，减少了所述巡检装置的移动路径，节约了巡检时间，不仅提高了巡检装置的工作效率，又增加了巡检采集图像的全面性，提高了识别精度。

具体而言，当所述中控模块判断实时环境中有目标物时，所述红外装置4检测所述车体1到目标物的距离，中控模块根据目标物的距离与目标物在实时环境图上的尺寸确定目标物实际尺寸，中控模块选取目标物的最长尺寸为第一尺寸、选取目标物的第一尺寸所在线的中点为目标物中点、选取过目标物中点并与第一尺寸所在线垂直方向上的目标物尺寸为第二尺寸；

所述中控模块内设有选取长度范围与选取宽度范围，中控模块将目标物的第一尺寸与选取长度范围对比，

当第一尺寸不在选取长度范围内时，所述中控模块判定该目标物不是选取目标物，中控模块对下一个目标物进行判定；

当第一尺寸在选取长度范围内时，所述中控模块将目标物的第二尺寸与选取宽度范围进行对比，当第二尺寸不在选取宽度范围内时，所述中控模块判定该目标物不是选取目标物，中控模块对下一个目标物进行判定；当第二尺寸在选取宽度范围内时，所述中控模块判定该目标物为选取目标物，进行下一步检测。

通过设定采集目标物的第一尺寸与第二尺寸，并与选取目标物尺寸对比，可以快速排除非目标物的物体，同时采用两级的尺寸对比，以及第二尺寸的确定方法，可以更加精确的确定需要选取的目标物的尺寸范围，同时采用第二尺寸的确定方法可以设置不同尺寸应对不同的使用环境，增加了所述巡检装置使用环境的灵活性。

具体而言，所述中控模块内设有目标物的标准选定速度Vb与标准选定速度差ΔVb，当所述中控模块判定该目标物为选取目标物时，所述速度检测装置5检测选取目标物的实时移动速度Vs，所述中控模块根据实时移动速度Vs与标准选定速度Vb计算实时速度差ΔVs，ΔVs=|Vb-Vs|，中控模块将实时速度差ΔVs与标准选定速度差ΔVb进行对比，

当ΔVs≤ΔVb时，所述中控模块判定选取目标物为选定目标物，所述巡检装置将对选定目标物进行抓取；

当ΔVs＞ΔVb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度不在选定移动速度范围内，所述中控模块将选取目标物的实时移动速度Vs与标准选定速度Vb进行对比。

通过在所述中控模块内设置标准选定速度差与标准选定速度，并计算实时移动速度与标准速度的差值与选定速度差进行对比，可以确定选取目标物的移动速度是否在选取范围内，减小了由于环境因素以及测量误差带来的误识别，保障了巡检装置的准确性。

具体而言，当选取目标物的实时速度差ΔVs大于标准选定速度差ΔVb时，所述中控模块将选取目标物的实时移动速度Vs与标准选定速度Vb进行对比，

当Vs＞Vb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度大于标准选定速度，不对选取目标物进行抓取操作；

当Vs＜Vb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度小于标准选定速度，所述巡检装置对下一个目标物进行判定抓取完成后再对该选定目标物进行一次移动速度检测判定。

当所述中控模块判定选取目标物的移动速度不在设定的标准移动速度范围内时，中控模块将选取目标物的实时移动速度与标准速度进行对比，通过速度对比的方法判定选取目标物的状态，对特殊状态的选取目标物会进行间隔性的第二次检测判定，进一步增加了所述巡检装置的准确性，避免因环境因素使识别过程出现遗漏。

具体而言，所述中控模块内设有标准抓取重量Mb与标准重量差ΔMb，当所述中控模块判定选取目标物为选定目标物时，所述中控模块控制所述车体1移动至选定目标物位置，通过所述抓取装置6将选定目标物进行抓取，所述重量检测装置7检测抓取装置6的实时抓取重量Ms，中控模块根据实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb计算实时重量差ΔMs，ΔMs=|Mb-Ms|，中控模块将实时重量差ΔMs与标准重量差ΔMb进行对比，

当ΔMs≤ΔMb时，所述中控模块判定选定目标物的重量在标准范围内，所述巡检装置对选定目标物完成抓取投放；

当ΔMs＞ΔMb时，所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内，中控模块将实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb进行对比，根据对比结果调节所述重量平衡装置8。

在抓取过程中通过检测实时的抓取重量调节所述重量平衡装置8，在所述中控模块中设置标准抓取重量与标准重量差，使实时的抓取重量在一个范围内不需要调节，减少了不必要的调节过程，节约了抓取过程的调节时间，提高工作效率。

具体而言，所述重量平衡装置8包括，配重齿轮与齿轮滑道，所述配重齿轮的初始位置为所述齿轮滑道的中间位置，所述中控模块内设有齿轮滑道的长度为L,当所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内时，中控模块通过调节所述配重齿轮的位置控制所述巡检装置的重心位置。

通过设计所述重量平衡装置8保证所述巡检装置的稳定性，在重量平衡装置8中设置所述配重齿轮，通过调节配重齿轮的位置改变所述车体1的重心，既可以在抓取过程中保障车体1的稳定，有可以利用重心的改变帮助巡检装置提高避障能力，保障了巡检装置的正常运行。

具体而言，当所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内时，中控模块将实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb进行对比，

当Ms＜Mb时，所述中控模块判定实时抓取重量小于标准抓取重量，不对所述重量平衡装置8进行调整；

当Ms＞Mb时，所述中控模块判定实时抓取重量大于标准抓取重量，中控模块将所述配重齿轮向所述车体1的尾端移动L1长度，L1=（Ms-Mb）/Mb×L/2+K,其中K为配置调节参数。

当所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内时，通过对比实时抓取重量与标准抓重量，调节所述配重齿轮的位置，保障了抓取过程的平稳，使所述巡检装置不受损伤，维护了巡检装置的正常运行。

具体而言，所述中控模块将所述配重齿轮的移动长度L1与所述齿轮滑道长度一半L/2进行对比，当L1＞L/2时，所述中控模块判定选定目标物超重，不对该选定目标物进行抓取，中控模块将该选定目标物的在实时环境图中进行标注。

通过中控模块检测所述配重齿轮的位置是否超过限定位置，当超过限定位置时将放弃抓取，进一步保护了所述巡检装置不受机械损伤，提高了巡检装置的受用寿命，对放弃抓取的选定目标物进行标注，由人员来现场进行核实，避免了对选定目标物抓取的遗漏，提高识别抓取的效果。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，包括，

步骤S1，通过摄像装置在巡检区域内进行环境采集，并将结果传递至中控模块，所述中控模块将摄像装置采集的图像生成原始环境图，所述摄像装置设置在巡检装置上，当所述巡检装置工作时，所述摄像装置采集实时环境图，所述中控模块将实时环境图与原始环境图进行对比，根据对比结果确定目标物的数量，利用红外装置对目标物进行检测距离，中控模块根据实时环境图上目标物的尺寸与目标物的距离确定目标物的实际尺寸，中控模块将目标物的实际尺寸与其内部设定的选取尺寸范围进行对比，根据对比结果确认是否为选取目标物；

步骤S2，当所述中控模块判定目标物为选取目标物时，通过速度检测装置对选取目标物进行移动速度检测，中控模块将选取目标物的移动速度与其内部设定的选定移动速度范围进行对比，根据对比结果确认是否为选定目标物；

步骤S3，当所述中控模块判定选取目标物为选定目标物时，中控模块控制承载所述巡检装置的车体移动至选定目标物位置，通过抓取装置将选定目标物进行抓取，当所述抓取装置在对选定目标物进行抓取时，通过重量检测装置实时检测抓取重量变化，所述中控模块将实时抓取重量与其内部设定的标准重量范围进行对比，并通过对比结果调节重量平衡装置，完成对选定目标物的抓取后，中控模块控制所述车体移动至设定地点，进行投放；

步骤S4，当所述巡检装置完成对一个目标物的抓取投放后，对实时环境图上的下一个目标物进行尺寸判定、速度判定、抓取重量调节、投放的步骤操作，直至对实时环境图上所有目标物判定并操作完成；

所述红外装置设置在所述摄像装置上部，所述速度检测装置设置在红外装置上部，所述抓取装置设置在所述车体前段，所述重量检测装置设置在抓取装置的内部，所述重量平衡装置设置在所述车体内部；

所述中控模块与所述车体、所述摄像装置、所述红外装置、所述速度检测装置、所述抓取装置、所述重量检测装置、所述重量平衡装置分别相连，用以调节各部件的工作状态。

2.根据权利要求1所述的基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，当所述摄像装置在巡检区域内进行环境采集前，向所述中控模块中输入巡检区域位置信息，中控模块通过控制所述车体在巡检区域边缘移动，所述车体上部设置有旋转平台，所述旋转平台转动以带动所述摄像装置旋转，通过实时旋转使摄像装置拍摄方向的与车体移动方向成90°角，并且摄像装置的朝向为巡检区域内部，当所述车体沿巡检区域边缘移动一周并形成封闭路线时，所述摄像装置将采集的环境图像传递至所述中控模块，中控模块将摄像装置采集的图像生成原始环境图。

3.根据权利要求2所述的基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，当所述巡检装置工作时，所述中控模块对原始环境图进行区域划分，所述车体移动至第一个划分区的中间位置，所述旋转平台带动所述摄像装置旋转，旋转同时摄像装置对第一个划分区进行360°的图像采集，摄像装置将采集结果传递至中控模块，中控模块根据采集结果生成实时环境图，中控模块将实时环境图与原始环境图进行对比，将实时环境图与原始环境图中有差异的点作为一个目标物，并确定目标物的数量。

4.根据权利要求3所述的基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，当所述中控模块判断实时环境中有目标物时，所述红外装置检测所述车体到目标物的距离，中控模块根据目标物的距离与目标物在实时环境图上的尺寸确定目标物实际尺寸，中控模块选取目标物的最长尺寸为第一尺寸、选取目标物的第一尺寸所在线的中点为目标物中点、选取过目标物中点并与第一尺寸所在线垂直方向上的目标物尺寸为第二尺寸；

所述中控模块内设有选取长度范围与选取宽度范围，中控模块将目标物的第一尺寸与选取长度范围对比，

当第一尺寸不在选取长度范围内时，所述中控模块判定该目标物不是选取目标物，中控模块对下一个目标物进行判定；

当第一尺寸在选取长度范围内时，所述中控模块将目标物的第二尺寸与选取宽度范围进行对比，当第二尺寸不在选取宽度范围内时，所述中控模块判定该目标物不是选取目标物，中控模块对下一个目标物进行判定；当第二尺寸在选取宽度范围内时，所述中控模块判定该目标物为选取目标物，进行下一步检测。

5.根据权利要求4所述的基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，所述中控模块内设有目标物的标准选定速度Vb与标准选定速度差ΔVb，当所述中控模块判定该目标物为选取目标物时，所述速度检测装置检测选取目标物的实时移动速度Vs，所述中控模块根据实时移动速度Vs与标准选定速度Vb计算实时速度差ΔVs，ΔVs=|Vb-Vs|，中控模块将实时速度差ΔVs与标准选定速度差ΔVb进行对比，

当ΔVs≤ΔVb时，所述中控模块判定选取目标物为选定目标物，所述巡检装置将对选定目标物进行抓取；

当ΔVs＞ΔVb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度不在选定移动速度范围内，所述中控模块将选取目标物的实时移动速度Vs与标准选定速度Vb进行对比。

6.根据权利要求5所述的基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，当选取目标物的实时速度差ΔVs大于标准选定速度差ΔVb时，所述中控模块将选取目标物的实时移动速度Vs与标准选定速度Vb进行对比，

当Vs＞Vb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度大于标准选定速度，不对选取目标物进行抓取操作；

当Vs＜Vb时，所述中控模块判定选取目标物的实时移动速度小于标准选定速度，所述巡检装置对下一个目标物进行判定抓取完成后再对该选定目标物进行一次移动速度检测判定。

7.根据权利要求5所述的基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，所述中控模块内设有标准抓取重量Mb与标准重量差ΔMb，当所述中控模块判定选取目标物为选定目标物时，所述中控模块控制所述车体移动至选定目标物位置，通过所述抓取装置将选定目标物进行抓取，所述重量检测装置检测抓取装置的实时抓取重量Ms，中控模块根据实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb计算实时重量差ΔMs，ΔMs=|Mb-Ms|，中控模块将实时重量差ΔMs与标准重量差ΔMb进行对比，

当ΔMs≤ΔMb时，所述中控模块判定选定目标物的重量在标准范围内，所述巡检装置对选定目标物完成抓取投放；

当ΔMs＞ΔMb时，所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内，中控模块将实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb进行对比，根据对比结果调节所述重量平衡装置。

8.根据权利要求7所述的基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，所述重量平衡装置包括，配重齿轮与齿轮滑道，所述配重齿轮的初始位置为所述齿轮滑道的中间位置，所述中控模块内设有齿轮滑道的长度为L,当所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内时，中控模块通过调节所述配重齿轮的位置控制所述巡检装置的重心位置。

9.根据权利要求8所述的基于视觉检测的巡检方法,其特征在于，当所述中控模块判定选定目标物的重量不在标准范围内时，中控模块将实时抓取重量Ms与标准抓取重量Mb进行对比，

当Ms＜Mb时，所述中控模块判定实时抓取重量小于标准抓取重量，不对所述重量平衡装置进行调整；

当Ms＞Mb时，所述中控模块判定实时抓取重量大于标准抓取重量，中控模块将所述配重齿轮向所述车体的尾端移动L1长度，L1=（Ms-Mb）/Mb×L/2+K,其中K为配置调节参数，

所述中控模块将所述配重齿轮的移动长度L1与所述齿轮滑道长度一半L/2进行对比，当L1＞L/2时，所述中控模块判定选定目标物超重，不对该选定目标物进行抓取，中控模块将该选定目标物的在实时环境图中进行标注。

10.一种基于视觉检测的巡检装置，其利用于权利要求1-9任意一项所述的基于视觉检测的巡检方法，其特征在于，包括，

车体，其为所述巡检装置的载体，用以带动巡检装置移动；

旋转平台，其设置在所述车体上部，所述旋转平台用以带动其上部的部件旋转；

摄像装置，其设置在所述旋转平台上，用以采集环境信息；

红外装置，用以检测距离；

速度检测装置，用检测目标物的移动速度；

抓取装置，用以对目标物的抓取；

重量检测装置，用以检测目标物的重量；

重量平衡装置，用以改变车体重心；

中控模块，其与所述车体、所述旋转平台、所述摄像装置、所述红外装置、所述速度检测装置、所述抓取装置、所述重量检测装置、所述重量平衡装置分别相连，用以调节各部件的工作状态。

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