一種高壓線路檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓線路檢測(cè)方法，該方法包括：1)提供巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括紅外線傳感器、CCD攝像機(jī)、監(jiān)控主機(jī)和無(wú)線通信接口，監(jiān)控主機(jī)與紅外線傳感器、CCD攝像機(jī)和無(wú)線通信接口分別連接，監(jiān)控主機(jī)具有遠(yuǎn)程控制模式和自動(dòng)控制模式，基于紅外線傳感器和CCD攝像機(jī)的檢測(cè)結(jié)果確定是否切換到遠(yuǎn)程控制模式，監(jiān)控主機(jī)在遠(yuǎn)程控制模式下，根據(jù)無(wú)線通信接口接收的遠(yuǎn)程控制信息實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢機(jī)器人的控制；以及2)使用控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)本發(fā)明，能夠在自動(dòng)控制模式下，實(shí)現(xiàn)對(duì)確定類型的障礙物實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跨越，并對(duì)于無(wú)法自動(dòng)跨越的障礙物，通過(guò)無(wú)線通信控制下的遠(yuǎn)程控制模式進(jìn)行避讓，從而保證機(jī)器人的正常巡檢工作。
【專利說(shuō)明】一種高壓線路檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓線路檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)綜合應(yīng)用了包括多種傳感器、機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制、電子通訊等技術(shù)，在家用、娛樂(lè)、安保、監(jiān)控、救災(zāi)及軍事應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域都具有廣闊的前景。目前各個(gè)國(guó)家都專注移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)，以期在該方面占據(jù)一席之地。
[0003]在移動(dòng)機(jī)器人用于電力系統(tǒng)監(jiān)控的應(yīng)用中，高壓輸電線路的巡檢是其中一項(xiàng)重要的應(yīng)用子領(lǐng)域。該子領(lǐng)域中對(duì)機(jī)器人的需求為，不僅僅要求機(jī)器人能夠在高壓輸電線路上自由快速的前進(jìn)，而且更需要跨越不同類型的障礙物，例如防震錘、耐張線夾和懸垂線夾等。由此可見(jiàn)，高壓輸電線路的巡檢對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的要求較高。
[0004]然而，現(xiàn)有技術(shù)中電力監(jiān)控的移動(dòng)機(jī)器人，僅僅能夠通過(guò)超聲波傳感器或紅外線傳感器檢測(cè)前方障礙物距離機(jī)器人的距離，沒(méi)有障礙物類型識(shí)別的手段，在障礙物難于跨越時(shí)，更是手足無(wú)措，這樣，進(jìn)行高壓輸電線路的巡檢的機(jī)器人的工作常常被打斷，需要人工操作才能將機(jī)器人脫離困境，導(dǎo)致巡檢風(fēng)險(xiǎn)增大且效率不高。
[0005]因此，需要一種高壓線路檢測(cè)方法，無(wú)論前方遇到何種類型的障礙物，都能靈活制定出躲避方案，減少現(xiàn)場(chǎng)的人工干涉，保證電力巡檢的安全性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高壓線路檢測(cè)方法，在紅外線傳感器檢測(cè)到障礙物的情況下，通過(guò)圖像識(shí)別設(shè)備識(shí)別出障礙物類型，如果屬于能夠自動(dòng)跨越的類型，則控制各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)跨越，如果不屬于能夠自動(dòng)跨越的類型，則將現(xiàn)場(chǎng)圖像傳送到遠(yuǎn)端控制平臺(tái)，并基于遠(yuǎn)端控制平臺(tái)的控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的避讓。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種高壓線路檢測(cè)方法，該方法包括:1)提供巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括紅外線傳感器、CXD攝像機(jī)、監(jiān)控主機(jī)和無(wú)線通信接口，所述監(jiān)控主機(jī)與所述紅外線傳感器、所述CXD攝像機(jī)和所述無(wú)線通信接口分別連接，所述監(jiān)控主機(jī)具有遠(yuǎn)程控制模式和自動(dòng)控制模式，基于所述紅外線傳感器和所述CCD攝像機(jī)的檢測(cè)結(jié)果確定是否切換到遠(yuǎn)程控制模式，所述監(jiān)控主機(jī)在遠(yuǎn)程控制模式下，根據(jù)所述無(wú)線通信接口接收的遠(yuǎn)程控制信息實(shí)現(xiàn)對(duì)所述巡檢機(jī)器人的控制；以及2)使用所述控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
[0008]更具體地，所述高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)還包括多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，分別設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的不同位置，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)都與所述監(jiān)控主機(jī)電性連接，在所述監(jiān)控主機(jī)的控制下，執(zhí)行不同運(yùn)動(dòng)方向和不同運(yùn)動(dòng)行程；所述紅外線傳感器設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，包括紅外線發(fā)射單元、紅外線接收單元和計(jì)算單元，所述紅外線發(fā)射單元用于發(fā)射紅外線，所述紅外線接收單元用于接收經(jīng)過(guò)前方障礙物反射回來(lái)的紅外線，所述計(jì)算單元與所述紅外線發(fā)射單元和所述紅外線接收單元分別連接，用于基于紅外線發(fā)射接收時(shí)間差和紅外線傳播速率，計(jì)算前方障礙物距離所述巡檢機(jī)器人的障礙物距離；存儲(chǔ)器，設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，預(yù)先存儲(chǔ)了障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)保存了每一種障礙物類型對(duì)應(yīng)的障礙物特征和跨障指令，所述存儲(chǔ)器還預(yù)先存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)障礙物距離閾值；所述CCD攝像機(jī)，設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，用于采集前方圖像；圖像識(shí)別設(shè)備，設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，包括圖像分割單元和圖像識(shí)別單元，所述圖像分割單元與所述CCD攝像機(jī)連接，對(duì)所述前方圖像執(zhí)行障礙物子圖像分割以獲得障礙物子圖像，所述圖像識(shí)別單元與所述圖像分割單元和所述存儲(chǔ)器分別連接，對(duì)所述障礙物子圖像進(jìn)行特征識(shí)別以獲得障礙物特征，并將識(shí)別到的障礙物特征與所述障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一種障礙物類型對(duì)應(yīng)的障礙物特征進(jìn)行匹配，如果匹配成功則將識(shí)別到的障礙物特征所對(duì)應(yīng)的障礙物類型作為前方障礙物類型輸出，如果匹配失敗則輸出匹配失敗信息；所述無(wú)線通信接口設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，用于接收遠(yuǎn)端控制平臺(tái)發(fā)送的遠(yuǎn)程控制信息，所述遠(yuǎn)程控制信息包括關(guān)節(jié)命令、宏命令和切換控制命令，所述無(wú)線通信接口還用于將所述監(jiān)控主機(jī)發(fā)送的障礙物報(bào)警信息和轉(zhuǎn)發(fā)的前方圖像發(fā)送到遠(yuǎn)端控制平臺(tái)；所述監(jiān)控主機(jī)設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，默認(rèn)為自動(dòng)控制模式，與所述紅外線傳感器、所述存儲(chǔ)器、所述CCD攝像機(jī)、所述圖像識(shí)別設(shè)備和所述無(wú)線通信接口分別連接，當(dāng)接收到的障礙物距離小于等于預(yù)設(shè)障礙物距離閾值時(shí)，啟動(dòng)所述CCD攝像機(jī)和所述圖像識(shí)別設(shè)備，在啟動(dòng)所述CCD攝像機(jī)和所述圖像識(shí)別設(shè)備后，當(dāng)接收到前方障礙物類型時(shí)，在所述存儲(chǔ)器中查找與所述前方障礙物類型對(duì)應(yīng)的跨障指令，根據(jù)查找到的對(duì)應(yīng)的跨障指令控制所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，當(dāng)接收到匹配失敗信息時(shí)，將所述障礙物報(bào)警信息發(fā)送到所述無(wú)線通信接口并進(jìn)入所述遠(yuǎn)程控制模式；其中，在所述遠(yuǎn)程控制模式中，所述監(jiān)控主機(jī)接收通過(guò)所述無(wú)線通信接口轉(zhuǎn)發(fā)的、遠(yuǎn)端控制平臺(tái)發(fā)送的遠(yuǎn)程控制信息，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為關(guān)節(jié)命令，則所述監(jiān)控主機(jī)直接將關(guān)節(jié)命令轉(zhuǎn)發(fā)給所述關(guān)節(jié)命令對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為宏命令，則所述監(jiān)控主機(jī)對(duì)所述宏命令進(jìn)行解析，確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)行程以分別對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)進(jìn)行控制，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為切換控制命令，則所述監(jiān)控主機(jī)切換到所述自動(dòng)控制模式；所述無(wú)線通信接口還包括TCP封裝單元和TCP解析單元，所述TCP封裝單元用于將所述障礙物報(bào)警信息封裝為T(mén)CP包以通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所述遠(yuǎn)端控制平臺(tái)，所述TCP解析單元用于解析從所述遠(yuǎn)端控制平臺(tái)接收到的TCP包以獲得所述遠(yuǎn)程控制信息。
[0009]更具體地，所述高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)還包括圖像編碼器，與所述監(jiān)控主機(jī)和所述無(wú)線通信接口分別連接，用于接收所述監(jiān)控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的前方圖像，并對(duì)所述前方圖像壓縮編碼，以生成壓縮編碼圖像并發(fā)送給所述無(wú)線通信接口。
[0010]更具體地，所述高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)中，所述圖像編碼器為MPEG-4壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的圖像編碼器。
[0011]更具體地，所述高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)中，所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)中包括所述巡檢機(jī)器人的兩個(gè)手臂的前臂和后臂。
[0012]更具體地，所述高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)中，多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)還將各自的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)行程實(shí)時(shí)發(fā)送給所述監(jiān)控主機(jī)，以便于所述監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述宏命令的解析。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，可將移動(dòng)機(jī)器人分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括:服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、監(jiān)控機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨(dú)立成體系的趨勢(shì)，如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。國(guó)際上的機(jī)器人學(xué)者，從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類:制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人。
[0017]因?yàn)殡娏Σ块T(mén)工作的特殊性，電力場(chǎng)所是一個(gè)高危場(chǎng)所，高壓和高電磁輻射對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的傷害較大，不宜頻繁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人工操作。而移動(dòng)機(jī)器人因?yàn)槠潇`活性和智能化程度較高，為電力部門(mén)所青睞，常常被定制以適應(yīng)多種電力場(chǎng)所，例如高壓變電站，用于對(duì)高壓儀表遠(yuǎn)程讀表或?qū)Ω邏壕€路現(xiàn)場(chǎng)巡查，從而替換工作人員來(lái)執(zhí)行各種任務(wù)。
[0018]但是，由于電力場(chǎng)所的復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，機(jī)器人在行動(dòng)中經(jīng)常會(huì)遇到各種類型的障礙物，這些障礙物阻擋機(jī)器人的正常行走，進(jìn)一步妨礙機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)，為了避讓這些障礙物，當(dāng)前，一般在使用超聲波傳感器或紅外線傳感器檢測(cè)到前方存在障礙物時(shí)，由遠(yuǎn)端控制平臺(tái)發(fā)送具體的控制指令來(lái)控制機(jī)器人的動(dòng)作，然而，這樣又帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)端的頻繁信息交互，影響了機(jī)器人的工作效率。
[0019]本發(fā)明的高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)，具有兩種控制模式，即遠(yuǎn)程控制模式和自動(dòng)控制模式，在能夠識(shí)別到障礙物類型時(shí)，基于識(shí)別到的障礙物類型對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)避障指令，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)障礙物避讓，在無(wú)法識(shí)別到障礙物類型時(shí)，方由遠(yuǎn)端控制平臺(tái)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳回的圖像，發(fā)出具體的操作指令來(lái)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人的控制。
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，如圖1所示，所述控制系統(tǒng)包括無(wú)線通信接口 1、(XD攝像機(jī)2、圖像識(shí)別設(shè)備3、監(jiān)控主機(jī)4、紅外線傳感器5、存儲(chǔ)器6和η個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7，其中η為大于I的自然數(shù)，所述監(jiān)控主機(jī)4與所述無(wú)線通信接口 1、(XD攝像機(jī)2、圖像識(shí)別設(shè)備3、紅外線傳感器5、存儲(chǔ)器6和η個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7分別連接，所述監(jiān)控主機(jī)4具有遠(yuǎn)程控制模式和自動(dòng)控制模式，基于所述紅外線傳感器5和所述CXD攝像機(jī)2的檢測(cè)結(jié)果確定是否切換到遠(yuǎn)程控制模式，所述監(jiān)控主機(jī)4在遠(yuǎn)程控制模式下，根據(jù)所述無(wú)線通信接口 I接收的遠(yuǎn)程控制信息實(shí)現(xiàn)對(duì)所述巡檢機(jī)器人的控制，其中所述無(wú)線通信接口 I和遠(yuǎn)端控制平臺(tái)8通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向收發(fā)。
[0021]接著，對(duì)本發(fā)明的高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更具體的說(shuō)明。
[0022]所述η個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7，分別設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的不同位置，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7都與所述監(jiān)控主機(jī)4電性連接，在所述監(jiān)控主機(jī)4的控制下，執(zhí)行不同運(yùn)動(dòng)方向和不同運(yùn)動(dòng)行程。
[0023]所述紅外線傳感器5設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，包括紅外線發(fā)射單元、紅外線接收單元和計(jì)算單元，所述紅外線發(fā)射單元用于發(fā)射紅外線，所述紅外線接收單元用于接收經(jīng)過(guò)前方障礙物反射回來(lái)的紅外線，所述計(jì)算單元與所述紅外線發(fā)射單元和所述紅外線接收單元分別連接，用于基于紅外線發(fā)射接收時(shí)間差和紅外線傳播速率，計(jì)算前方障礙物距離所述巡檢機(jī)器人的障礙物距離。
[0024]所述存儲(chǔ)器6設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，預(yù)先存儲(chǔ)了障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)保存了每一種障礙物類型對(duì)應(yīng)的障礙物特征和跨障指令，所述存儲(chǔ)器6還預(yù)先存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)障礙物距離閾值。
[0025]所述CXD攝像機(jī)2設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，用于采集前方圖像。
[0026]所述圖像識(shí)別設(shè)備3設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，包括圖像分割單元和圖像識(shí)別單元，所述圖像分割單元與所述CCD攝像機(jī)2連接，對(duì)所述前方圖像執(zhí)行障礙物子圖像分割以獲得障礙物子圖像，所述圖像識(shí)別單元與所述圖像分割單元和所述存儲(chǔ)器分別連接，對(duì)所述障礙物子圖像進(jìn)行特征識(shí)別以獲得障礙物特征，并將識(shí)別到的障礙物特征與所述障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一種障礙物類型對(duì)應(yīng)的障礙物特征進(jìn)行匹配，如果匹配成功則將識(shí)別到的障礙物特征所對(duì)應(yīng)的障礙物類型作為前方障礙物類型輸出，如果匹配失敗則輸出匹配失敗信息。
[0027]所述無(wú)線通信接口 I設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，用于接收遠(yuǎn)端控制平臺(tái)8發(fā)送的遠(yuǎn)程控制信息，所述遠(yuǎn)程控制信息包括關(guān)節(jié)命令、宏命令和切換控制命令，所述無(wú)線通信接口I還用于將所述監(jiān)控主機(jī)4發(fā)送的障礙物報(bào)警信息和轉(zhuǎn)發(fā)的前方圖像發(fā)送到遠(yuǎn)端控制平臺(tái)8。
[0028]所述監(jiān)控主機(jī)4設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，默認(rèn)為自動(dòng)控制模式，根據(jù)接收到的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)以下的控制，當(dāng)接收到的障礙物距離小于等于預(yù)設(shè)障礙物距離閾值時(shí)，啟動(dòng)所述CCD攝像機(jī)2和所述圖像識(shí)別設(shè)備3，在啟動(dòng)所述CCD攝像機(jī)2和所述圖像識(shí)別設(shè)備3后，當(dāng)接收到前方障礙物類型時(shí)，在所述存儲(chǔ)器6中查找與所述前方障礙物類型對(duì)應(yīng)的跨障指令，根據(jù)查找到的對(duì)應(yīng)的跨障指令控制所述η個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7，當(dāng)接收到匹配失敗信息時(shí)，將所述障礙物報(bào)警信息發(fā)送到所述無(wú)線通信接口 I并進(jìn)入所述遠(yuǎn)程控制模式。
[0029]其中，在所述遠(yuǎn)程控制模式中，所述監(jiān)控主機(jī)4接收通過(guò)所述無(wú)線通信接口 I轉(zhuǎn)發(fā)的、遠(yuǎn)端控制平臺(tái)8發(fā)送的遠(yuǎn)程控制信息，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為關(guān)節(jié)命令，則所述監(jiān)控主機(jī)4直接將關(guān)節(jié)命令轉(zhuǎn)發(fā)給所述關(guān)節(jié)命令7對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為宏命令，則所述監(jiān)控主機(jī)4對(duì)所述宏命令進(jìn)行解析，確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)行程以分別對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7進(jìn)行控制，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為切換控制命令，則所述監(jiān)控主機(jī)4切換到所述自動(dòng)控制模式。
[0030]所述無(wú)線通信接口 I還包括TCP封裝單元和TCP解析單元，所述TCP封裝單元用于將所述障礙物報(bào)警信息封裝為T(mén)CP包以通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所述遠(yuǎn)端控制平臺(tái)8，所述TCP解析單元用于解析從所述遠(yuǎn)端控制平臺(tái)8接收到的TCP包以獲得所述遠(yuǎn)程控制信肩、O
[0031]其中，所述高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)還可以包括圖像編碼器，與所述監(jiān)控主機(jī)4和所述無(wú)線通信接口 I分別連接，用于接收所述監(jiān)控主機(jī)4轉(zhuǎn)發(fā)的前方圖像，并對(duì)所述前方圖像壓縮編碼，以生成壓縮編碼圖像并發(fā)送給所述無(wú)線通信接口 1，所述圖像編碼器可選擇為MPEG-4壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的圖像編碼器，所述η個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7中可包括所述巡檢機(jī)器人的兩個(gè)手臂的前臂和后臂，所述η個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)7還可以將各自的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)行程實(shí)時(shí)發(fā)送給所述監(jiān)控主機(jī)4，以便于所述監(jiān)控主機(jī)4實(shí)現(xiàn)對(duì)所述宏命令的解析。
[0032]另夕卜，視頻壓縮算法除MPEG-4以外主要有:MPEG_1 ;MPEG_2 ；M0T10N-JPEG ；
H.263;小波。MPEG-4是公認(rèn)的最好的壓縮算法。MPEG-4具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0033](I)分辨率高:MPEG_4可以達(dá)到非常接近MPEG-2的高分辨率效果。POS-Watch的MPEG-4算法+RET分辨率加強(qiáng)技術(shù)，使畫(huà)面分辨率可達(dá)704*576，而其他產(chǎn)品(特別是基于PC-base的工控型產(chǎn)品)即使采用的是MPEG-4壓縮算法，由于其系統(tǒng)資源需要支持龐大的WINDOWS系統(tǒng)，又無(wú)分辨率加強(qiáng)技術(shù)，所以只能做到352*288的分辨率。
[0034](2)壓縮率高:MPEG-4的壓縮率可高達(dá)200: 1，一幀畫(huà)面的容量只有1-2KB。如此高的壓縮率，解決了硬盤(pán)容量的瓶頸，使人們能儲(chǔ)存更長(zhǎng)時(shí)間的錄像文件。另外，逐幀播放功能也是MPEG-4所特有的。
[0035](3)動(dòng)態(tài)分配碼流:MPEG_4的碼流帶寬是不固定的(而MPEG-1固定碼流
1.5Mbits/s)，他能夠根據(jù)畫(huà)面的復(fù)雜程度和變化程度來(lái)自動(dòng)調(diào)整碼流，在畫(huà)面比較復(fù)雜或變化比較劇烈的時(shí)候占用較多的帶寬，保證了畫(huà)面質(zhì)量；在畫(huà)面比較簡(jiǎn)單或靜止的時(shí)候，占用較少的帶寬，節(jié)約了資源。
[0036](4)適合網(wǎng)絡(luò)傳輸:P0S_Watch —路實(shí)時(shí)(25巾貞/秒)上傳所占的帶寬大約為600Kbits/s(不固定，視具體情況不同而占用的帶寬也不同)，非常適合低帶寬的網(wǎng)絡(luò)傳輸。即使網(wǎng)絡(luò)帶寬嚴(yán)重不足，MPEG-4能降低一定的幀數(shù)來(lái)保證畫(huà)面質(zhì)量。另外，一個(gè)視頻源多個(gè)視音頻對(duì)象編碼，非常適合交互式多媒體通訊。
[0037](5)算法不固定:MPEG_4是個(gè)開(kāi)放的算法(MPEG-1和MPEG-2都是固定的算法)，各個(gè)廠商都能開(kāi)發(fā)自己的MPEG-4算法，POS-Watch的MPEG-4算法是由P0SDATA公司針對(duì)TI(德州儀器)的DSP (精簡(jiǎn)指令集的數(shù)字信號(hào)處理器)開(kāi)發(fā)的，另外，由于各個(gè)廠商開(kāi)發(fā)的MPEG-4各不相同，所以在安全性和保密性方面得到了很高的保證。
[0038](6)高抗誤碼性:現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)基本都要涉及到網(wǎng)絡(luò)，然而以太網(wǎng)的誤碼性是非常高的，如果沒(méi)有很高的抗誤碼性，會(huì)嚴(yán)重影響畫(huà)面的傳輸質(zhì)量。MPEG-4錯(cuò)誤處理的魯棒性，有助于低比特率視頻信號(hào)在高誤碼率環(huán)境下的存儲(chǔ)和傳輸。
[0039]采用本發(fā)明的高壓線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有電力場(chǎng)所機(jī)器人躲避障礙物能力較低需要更多遠(yuǎn)端操控的技術(shù)問(wèn)題，基于圖像處理技術(shù)對(duì)障礙物進(jìn)行識(shí)別，確定障礙物能否與已有類型匹配成功，如果屬于已有類型，則按照與已有類型對(duì)應(yīng)的跨越指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避讓，如果不屬于已有類型，方根據(jù)遠(yuǎn)端控制平臺(tái)的控制指令實(shí)現(xiàn)有效避讓，這樣，能夠避讓所有類型的障礙物，減少現(xiàn)場(chǎng)人工介入和遠(yuǎn)端控制數(shù)據(jù)量，提高機(jī)器人的自動(dòng)化水平。
[0040]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓線路檢測(cè)方法，該方法包括: 1)提供巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括紅外線傳感器、CCD攝像機(jī)、監(jiān)控主機(jī)和無(wú)線通信接口，所述監(jiān)控主機(jī)與所述紅外線傳感器、所述CXD攝像機(jī)和所述無(wú)線通信接口分別連接，所述監(jiān)控主機(jī)具有遠(yuǎn)程控制模式和自動(dòng)控制模式，基于所述紅外線傳感器和所述CCD攝像機(jī)的檢測(cè)結(jié)果確定是否切換到遠(yuǎn)程控制模式，所述監(jiān)控主機(jī)在遠(yuǎn)程控制模式下，根據(jù)所述無(wú)線通信接口接收的遠(yuǎn)程控制信息實(shí)現(xiàn)對(duì)所述巡檢機(jī)器人的控制；以及 2)使用所述控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括: 多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，分別設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的不同位置，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)都與所述監(jiān)控主機(jī)電性連接，在所述監(jiān)控主機(jī)的控制下，執(zhí)行不同運(yùn)動(dòng)方向和不同運(yùn)動(dòng)行程； 所述紅外線傳感器設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，包括紅外線發(fā)射單元、紅外線接收單元和計(jì)算單元，所述紅外線發(fā)射單元用于發(fā)射紅外線，所述紅外線接收單元用于接收經(jīng)過(guò)前方障礙物反射回來(lái)的紅外線，所述計(jì)算單元與所述紅外線發(fā)射單元和所述紅外線接收單元分別連接，用于基于紅外線發(fā)射接收時(shí)間差和紅外線傳播速率，計(jì)算前方障礙物距離所述巡檢機(jī)器人的障礙物距離； 存儲(chǔ)器，設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，預(yù)先存儲(chǔ)了障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)保存了每一種障礙物類型對(duì)應(yīng)的障礙物特征和跨障指令，所述存儲(chǔ)器還預(yù)先存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)障礙物距離閾值； 所述CXD攝像機(jī)，設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，用于采集前方圖像； 圖像識(shí)別設(shè)備，設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，包括圖像分割單元和圖像識(shí)別單元，所述圖像分割單元與所述CCD攝像機(jī)連接，對(duì)所述前方圖像執(zhí)行障礙物子圖像分割以獲得障礙物子圖像，所述圖像識(shí)別單元與所述圖像分割單元和所述存儲(chǔ)器分別連接，對(duì)所述障礙物子圖像進(jìn)行特征識(shí)別以獲得障礙物特征，并將識(shí)別到的障礙物特征與所述障礙物特征類型數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一種障礙物類型對(duì)應(yīng)的障礙物特征進(jìn)行匹配，如果匹配成功則將識(shí)別到的障礙物特征所對(duì)應(yīng)的障礙物類型作為前方障礙物類型輸出，如果匹配失敗則輸出匹配失敗信息； 所述無(wú)線通信接口設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端上，用于接收遠(yuǎn)端控制平臺(tái)發(fā)送的遠(yuǎn)程控制信息，所述遠(yuǎn)程控制信息包括關(guān)節(jié)命令、宏命令和切換控制命令，所述無(wú)線通信接口還用于將所述監(jiān)控主機(jī)發(fā)送的障礙物報(bào)警信息和轉(zhuǎn)發(fā)的前方圖像發(fā)送到遠(yuǎn)端控制平臺(tái)； 所述監(jiān)控主機(jī)設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人的外殼前端內(nèi)，默認(rèn)為自動(dòng)控制模式，與所述紅外線傳感器、所述存儲(chǔ)器、所述CXD攝像機(jī)、所述圖像識(shí)別設(shè)備和所述無(wú)線通信接口分別連接，當(dāng)接收到的障礙物距離小于等于預(yù)設(shè)障礙物距離閾值時(shí)，啟動(dòng)所述CCD攝像機(jī)和所述圖像識(shí)別設(shè)備，在啟動(dòng)所述CCD攝像機(jī)和所述圖像識(shí)別設(shè)備后，當(dāng)接收到前方障礙物類型時(shí)，在所述存儲(chǔ)器中查找與所述前方障礙物類型對(duì)應(yīng)的跨障指令，根據(jù)查找到的對(duì)應(yīng)的跨障指令控制所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，當(dāng)接收到匹配失敗信息時(shí)，將所述障礙物報(bào)警信息發(fā)送到所述無(wú)線通信接口并進(jìn)入所述遠(yuǎn)程控制模式； 其中，在所述遠(yuǎn)程控制模式中，所述監(jiān)控主機(jī)接收通過(guò)所述無(wú)線通信接口轉(zhuǎn)發(fā)的、遠(yuǎn)端控制平臺(tái)發(fā)送的遠(yuǎn)程控制信息，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為關(guān)節(jié)命令，則所述監(jiān)控主機(jī)直接將關(guān)節(jié)命令轉(zhuǎn)發(fā)給所述關(guān)節(jié)命令對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為宏命令，則所述監(jiān)控主機(jī)對(duì)所述宏命令進(jìn)行解析，確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)行程以分別對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)進(jìn)行控制，如果所述遠(yuǎn)程控制信息為切換控制命令，則所述監(jiān)控主機(jī)切換到所述自動(dòng)控制模式； 其中，所述無(wú)線通信接口還包括TCP封裝單元和TCP解析單元，所述TCP封裝單元用于將所述障礙物報(bào)警信息封裝為T(mén)CP包以通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所述遠(yuǎn)端控制平臺(tái)，所述TCP解析單元用于解析從所述遠(yuǎn)端控制平臺(tái)接收到的TCP包以獲得所述遠(yuǎn)程控制信息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括: 圖像編碼器，與所述監(jiān)控主機(jī)和所述無(wú)線通信接口分別連接，用于接收所述監(jiān)控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的前方圖像，并對(duì)所述前方圖像壓縮編碼，以生成壓縮編碼圖像并發(fā)送給所述無(wú)線通信接口。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述圖像編碼器為MPEG-4壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的圖像編碼器。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)中包括所述巡檢機(jī)器人的兩個(gè)手臂的前臂和后臂。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)還將各自的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)行程實(shí)時(shí)發(fā)送給所述監(jiān)控主機(jī)，以便于所述監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述宏命令的解析。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK104267726SQ201410505236
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月27日
【發(fā)明者】孫春蘭 申請(qǐng)人:江蘇華宏實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司