CN205725157U - 一种机器人图像自动识别系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机器人图像自动识别系统，能够实现变电站无人值守，全自动进行图像识别数值读取。需要监控某一区域的仪表时，指令机器人行走至目标位置，并通过激光扫描装置、拍摄装置以及里程计数装置对目标位置进行精确定位，确认之后，机器人上的拍照相机对目标区域的仪表进行拍照，拍摄的仪表照片通过主控装置中的图片处理模块对其处理读出仪表上的数字，同时将图片和数字一一对应生成报表，远程监控装置通过数据接收模块接收到该报表，并在显示器中显示，供远程监控人员查看，这样就能够实现变电站内无人值守同时能够对仪表进行监控的目的，而且远程监控者能够通过后台显示装置及时了解到变电站内的仪表的数值变化情况。
Description
技术领域
本实用新型属于图像读取设备领域，具体涉及一种机器人图像自动识别系统。
背景技术
图像识别主要是对于变电站各类仪表的照片识别出仪表读数并自动生成报表的方法。变电站需要识别的仪表种类有很多：有数字式仪表、指针式仪表、颜色区分开关分合位、刀闸位置、液位读取、报警灯状态等。根据识别种类，读取方式都不同，需要对各种种类的图像进行识别是一项很复杂的工程。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，一种机器人图像自动识别系统，能够实现变电站无人值守，全自动进行图像识别数值读取。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
一种机器人图像自动识别系统，包括：远程监控装置及机器人，所述机器人上设有蓄电池、驱动装置、行走执行机构、拍摄三维图像的拍摄装置、进行二维扫描的激光扫描装置，计量机器人运行距离的里程计数装置，拍照相机和主控装置；
所述远程监控装置与所述主控装置远程通信连接，所述远程监控装置包括主机和显示器，所述主机内设有数据接收模块；
所述主控装置与所述驱动装置、行走执行机构、拍摄装置、激光扫描装置、里程计数装置、拍照相机相连；所述主控装置包括：
计数模块，获取所述里程计数装置计量的机器人从初始位置行走至当前位置的行走距离；
存储模块，存储设定路径的三维立体地图；接收所述行走距离，并确定机器人当前在所述三维立体地图中的区域位置；获取所述激光扫描装置扫描的二维坐标数据以及所述拍摄装置拍摄的三维图像；在所述区域位置内，将所述二维坐标数据与所述三维立体地图比对或者将所述三维图像与所述三维立体地图比对，精确定位机器人的当前位置，并与机器人的目标位置比对，确认；发送行走信息至所述驱动装置，所述驱动装置驱动行走执行机构带动机器人行走至目标位置并确认；
信息接收和传送模块，接收所述确认信息，发送拍照信息至所述拍照相机，所述拍照相机对预设位置的仪表画面进行照片拍摄；
图像处理模块，获取所述照片，通过色温识别所述照片中仪表上的数值并生成读数；将获取的图片和生成的读数一一对应生成报表；
所述数据接收模块，接收所述报表，并在所述显示器中显示。
进一步地，所述驱动装置为伺服电机。
进一步地，所述行走执行机构包括头部和用于带动机器人行走两个行动轮；
所述两个行动轮设在机器人的底部，所述头部设在机器人的顶部，所述头部和两个行动轮均通过转轴与机器人主体连接。
进一步地，所述拍摄装置为双目立体相机，所述激光扫描装置为激光扫描仪，所述双目立体相机和所述激光扫描仪均设在机器人的头部。
进一步地，所述激光扫描仪的扫描角度最大为190°，扫描精度为±15mm，扫描的最大距离为80米。
进一步地，所述里程计数装置为码盘。
进一步地，所述拍照相机上设有自动对焦装置。
进一步地，所述主机内设有特征图像捕捉模块。
与现有技术相比，本实用新型所取得的有益效果如下：
本实用新型提供的一种机器人图像自动识别系统，需要监控某一区域的仪表时，指令机器人行走至目标位置，并通过激光扫描装置、拍摄装置以及里程计数装置对目标位置进行精确定位，确认之后，机器人上的拍照相机对目标区域的仪表进行拍照，拍摄的仪表照片通过主控装置中的图片处理模块对其处理读出仪表上的数字，同时将图片和数字一一对应生成报表，远程监控装置通过数据接收模块接收到该报表，并在显示器中显示，供远程监控人员查看，这样就能够实现变电站内无人值守同时能够对仪表进行监控的目的，而且远程监控者能够通过后台显示装置及时了解到变电站内的仪表的数值变化情况。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图；
在附图中：1. 机器人，2.头部，3.行动轮，4.驱动装置，5.蓄电池，6.拍摄装置，7.激光扫描装置，8.里程计数装置，9.拍照相机，10.主控装置，10-1.计数模块，10-2.信息接收和传送模块，10-3.存储模块；
11.远程监控装置，11-1.主机，11-2.显示器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步详细的叙述。
如图1所示，一种机器人图像自动识别系统，包括：远程监控装置11及机器人1，所述机器人1上设有蓄电池5、驱动装置4、行走执行机构、拍摄三维图像的拍摄装置6、进行二维扫描的激光扫描装置7，计量机器人运行距离的里程计数装置8，拍照相机9和主控装置10；
所述远程监控装置11与所述主控装置10远程通信连接，所述远程监控装置11包括主机11-1和显示器11-2，所述主机内设有数据接收传送模块；
所述主控装置10与所述驱动装置4、行走执行机构、拍摄装置6、激光扫描装置7、里程计数装置8、拍照相机相连；所述主控装置10包括：
计数模块10-1，获取所述里程计数装置计量的机器人从初始位置行走至当前位置的行走距离；
存储模块10-3，存储设定路径的三维立体地图；接收所述行走距离，并确定机器人当前在所述三维立体地图中的区域位置；获取所述激光扫描装置扫描的二维坐标数据以及所述拍摄装置拍摄的三维图像；在所述区域位置内，将所述二维坐标数据与所述三维立体地图比对或者将所述三维图像与所述三维立体地图比对，精确定位机器人的当前位置，并与机器人的目标位置比对，确认；发送行走信息至所述驱动装置，所述驱动装置驱动行走执行机构带动机器人行走至目标位置并确认；
信息接收和传送模块10-2，接收所述确认信息，发送拍照信息至所述拍照相机，所述拍照相机对预设位置的仪表画面进行照片拍摄；
图像处理模块，获取所述照片，通过色温识别所述照片中仪表上的数值并生成读数；将获取的图片和生成的读数一一对应生成报表；
所述数据接收模块，接收所述报表，并在所述显示器中显示。
其中的驱动装置4为伺服电机。伺服电机可使控制速度、位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
行走执行机构包括头部2和用于带动机器人行走两个行动轮3；两个行动轮3设在机器人的底部，所述头部2设在机器人1的顶部，所述头部1和两个行动轮3均通过转轴与机器人1主体连接，在运行过程中，可以在可执行范围内转动任意角度。
拍摄装置6为双目立体相机，所述激光扫描装置7为激光扫描仪，所述双目立体相机和所述激光扫描仪均设在机器人的头部。激光扫描仪的扫描角度最大为190°，扫描精度为±15mm，扫描的最大距离为80米，可以优选德国进口LMS511 SICK激光雷达。
里程计数装置8优选为码盘（encoding disk），也叫里程计，测量角位移的数字编码器。它具有分辨能力强、测量精度高和工作可靠等优点，是测量轴转角位置的一种最常用的位移传感器。本方案中码盘主要采用脉冲计数，每个脉冲车轮转动多少来确定机器人行走的距离，将脉冲数反馈给主控装置中的计数模块，由计数模块计算出机器人行走距离。
同时，不管多精确的图像识别由于角度和光线的不同都会对识别出来的数据产生误差，优选在拍照相机上设有自动对焦装置，从而设定机器人定位点对拍照角度进行调整，能够达到更准确的数值识别效果。
主机内设有特征图像捕捉模块。图像识别过程中为了避免电脑识别产生的误差，每种生成的读数都需要跟实际照片一一对应，当对某个读数有疑问的时候鼠标点击读数即可显示报表的高清照片，而该高清照片是通过特征图像捕捉模块处理得到，通过高清照片即可进行人为判断确认生成的数值是否准确。
具体作业时，机器人根据预设路径行走至需要拍照的仪表所在区域，并通过激光扫描仪和双目立体相机配合里程计对机器人所至位置精确定位，当确认机器人所在位置为目标位置时，机器人对所在位置区域的每个仪表进行拍照，在拍照的过程中，拍照相机会根据当时环境光线的情况进行自动调焦。拍照完成后，图像处理模块会对接收到的照片通过色温识别读出照片中仪表上的数值并生成读数，并将获取的图片和生成的读数一一对应生成报表。后台的远程监控装置中接收该报表，并在显示器中显示以供后台的监控人员查看。在查看时，为了能够看到更准确的仪表信息，可以将鼠标光标放置在目标仪表图片上，主机中的特征图像捕捉模块能够将该图片放大，使得监控人员更加清楚地看清图片。
以上，虽然说明了本实用新型的几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例子提出的，并非用于限定本实用新型的范围。对于这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离本实用新型的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、及变更。这些实施方式和其变形，包含于本实用新型的范围和要旨中的同时，也包含于权利要求书中记载的实用新型及其均等范围内。
Claims (8)
1.一种机器人图像自动识别系统，其特征在于，包括：远程监控装置及机器人，所述机器人上设有蓄电池、驱动装置、行走执行机构、拍摄三维图像的拍摄装置、进行二维扫描的激光扫描装置，计量机器人运行距离的里程计数装置，拍照相机和主控装置；
所述远程监控装置与所述主控装置远程通信连接，所述远程监控装置包括主机和显示器，所述主机内设有数据接收模块；
所述主控装置与所述驱动装置、行走执行机构、拍摄装置、激光扫描装置、里程计数装置、拍照相机相连；所述主控装置包括：
计数模块，获取所述里程计数装置计量的机器人从初始位置行走至当前位置的行走距离；
存储模块，存储设定路径的三维立体地图；接收所述行走距离，并确定机器人当前在所述三维立体地图中的区域位置；获取所述激光扫描装置扫描的二维坐标数据以及所述拍摄装置拍摄的三维图像；在所述区域位置内，将所述二维坐标数据与所述三维立体地图比对或者将所述三维图像与所述三维立体地图比对，精确定位机器人的当前位置，并与机器人的目标位置比对，确认；发送行走信息至所述驱动装置，所述驱动装置驱动行走执行机构带动机器人行走至目标位置并确认；
信息接收和传送模块，接收所述确认信息，发送拍照信息至所述拍照相机，所述拍照相机对预设位置的仪表画面进行照片拍摄；
图像处理模块，获取所述照片，通过色温识别所述照片中仪表上的数值并生成读数；将获取的图片和生成的读数一一对应生成报表；
所述数据接收模块，接收所述报表，并在所述显示器中显示。
2.根据权利要求1所述的一种机器人图像自动识别系统，其特征在于，所述驱动装置为伺服电机。
3.根据权利要求1所述的一种机器人图像自动识别系统，其特征在于，所述行走执行机构包括头部和用于带动机器人行走两个行动轮；
所述两个行动轮设在机器人的底部，所述头部设在机器人的顶部，所述头部和两个行动轮均通过转轴与机器人主体连接。
4.根据权利要求3所述的一种机器人图像自动识别系统，其特征在于，所述拍摄装置为双目立体相机，所述激光扫描装置为激光扫描仪，所述双目立体相机和所述激光扫描仪均设在机器人的头部。
5.根据权利要求4所述的一种机器人图像自动识别系统，其特征在于，所述激光扫描仪的扫描角度最大为190°，扫描精度为±15mm，扫描的最大距离为80米。
6.根据权利要求1所述的一种机器人图像自动识别系统，其特征在于，所述里程计数装置为码盘。
7.根据权利要求1所述的一种机器人图像自动识别系统，其特征在于，所述拍照相机上设有自动对焦装置。
8.根据权利要求1所述的一种机器人图像自动识别系统，其特征在于，所述主机内设有特征图像捕捉模块。
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