器人操作的友好度。
[0034]2、通过机器视觉相关算法实现对带电水冲洗系统的视觉引导控制，有效提高了机器人的自主化程度，并对机器人冲洗效率的提升有较大的作用。
【附图说明】
[0035]图1为基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统组成；
[0036]图2为变电扎水冲洗机器人视觉伺服系统原理图；
[0037]其中，1.在线式激光测距仪，2.无线收发装置，3.网络摄像机，4.无线路由器，
5.无线网卡，6.喷水机构，7.机器人控制器，8.工业控制计算机。
【具体实施方式】
:
[0038]下面结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0039]变电站水冲洗机器人系统包括机器人本体、制水设备及压力装置等组成，机器人本体由履带式液压驱动移动平台、三节可伸缩的升降臂及工作平台三部分组成，其中所述升降臂安装在所述履带式液压驱动移动平台之上，工作平台安装在所述升降臂的末端，该机器人系统通过机器人控制器实现机器人控制操作。
[0040]如图1所示，基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统由在线式激光测距仪1、无线收发射装置2、网络摄像机3、无线路由器4、无线网卡5、机器人喷水机构6、机器人控制器7和工业控制计算机8等组成。
[0041]网络摄像机3固定安装在喷水机构6后上方，其通过无线路由器4和无线网卡5实现与工业控制计算机8的通讯，并向工业控制计算机8传送作业端的实时图像信息。
[0042]无线收发射装置2采用ZIGBEE通讯协议，其中发送端通过串口与激光在线式激光测距仪I连接，接收端通过串口与工业控制计算机8连接，通过所述无线收发装置2实现对激光在线式激光测距仪I获取的距离信息的采集。
[0043]无线网卡5通过USB总线与工业控制计算机8连接，其通过无线路由器4实现网络摄像机3与工业控制计算机8的无线网络连接。
[0044]喷水机构6包括水枪及水枪的安装平台，该平台具有两个自由度，可以水平和垂直转动，水枪通过绝缘水管与制水设备连接。
[0045]在线式激光测距仪I安装在喷水机构6的后部，安装方向与喷水机构方向一致，其通过无线收发装置2与工业控制计算机8连接，并向工业控制计算机8实时传送水冲洗机器人喷水机构6与被冲洗设备间的作业距离信息。
[0046]在线式激光测距仪I测量时会在观测设备上方打上红色光斑，操作人员通过观察网络摄像机回传的视频信息中的红色光斑信息就可判断出此时将要冲洗的设备及冲洗位置。这样，地面操控人员可以直观的对冲洗的过程进行视频的监视。
[0047]基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统不仅可以实现对作业过程的视频监控，而且可以通过机器视觉相关算法实现对变电站水冲洗机器人系统的视觉引导控制。
[0048]在本系统中，所述激光在线式激光测距仪安装在喷枪的后部，安装方向与水枪方向一致，其会在观测设备上方打上红色光斑，由于水冲洗作业时，水压较大，水枪喷射水柱近似为直线，故该红色斑点位置即为水冲洗的位置。所述网络摄像机采集现场图像，利用颜色识别算法，对红色斑点的自动识别，从而得到红色斑点在图像空间中的坐标信息，进而可确定水枪打击位置。
[0049]如图2所示，摄像机采集现场图像，通过图像处理模块的颜色识别等算法，分析得到的水枪打击位置信息反馈给机器人控制器，控制机器人运动，控制水枪打击位置位于人工指定的位置，从而实现变电站水冲洗机器人的视觉伺服控制。
[0050]颜色识别算法即将网络相机采集的视频图像由RGB空间转换到HSV空间，在色彩H空间中利用阈值分割算法即可实现对红色斑点的自动识别，从而得到红色斑点在图像空间中的坐标信息。
[0051]变电站水冲洗机器人的视觉伺服控制，其控制过程如下:
[0052]I)首先在图像中人工指定目标冲洗点的坐标(DstX，DstY)，DstX, DstY分别为图像中横坐标和纵坐标，单位为像素；
[0053]2)利用所述颜色识别算法实现红色斑点的识别定位，设其坐标为(SrcX’SrcY)，SrcX, SrcY分别为图像中横坐标和纵坐标，单位为像素；
[0054]3)计算目标点与红色斑点的坐标间的坐标偏差(DX，DY)其计算公式如下:
[0055]DX = DstX-SrcX, DY = DstY-SrcY ；
[0056]4)横向调整，对DX的值进行判断，若DX的绝对值小于给定阈值T，则停止喷水机构横向运动，若DX大于T则控制喷水机构向右运动，若DX小于-T则控制喷水机构向左运动，在此T取值为5 ;
[0057]5)纵向调整，对DY的值进行判断，若DY的绝对值小于给定阈值T，则停止喷水机构纵向运动，若DY大于T则控制喷水机构向下运动，若DY小于-T则控制喷水机构向上运动，在此T取值为5 ;
[0058]6)对(DX，DY)的值进行判断，若DX和DY的绝对值都小于给定阈值T则跳转到
(7)，否则跳转到(3);
[0059]7)控制过程结束。
[0060]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统，其特征是，包括:网络摄像机及在线式激光测距仪，在线式激光测距仪通过无线收发装置与工业控制计算机相连，网络摄像机依次通过无线路由器及无线网卡与工业控制计算机相连，工业控制计算机还通过机器人控制器与喷水机构相连。2.如权利要求1所述的基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统，其特征是，所述网络摄像机固定安装在喷水机构后上方，向工业控制计算机传送作业端的实时图像信息。3.如权利要求1所述的基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统，其特征是，所述无线收发射装置采用ZIGBEE通讯协议，其中发送端通过串口与在线式激光测距仪连接，接收端通过串口与工业控制计算机连接，通过所述无线收发装置实现对激光在线式激光测距仪获取的距离信息的采集。4.如权利要求1所述的基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统，其特征是，所述无线网卡通过USB总线与工业控制计算机连接，其通过无线路由器实现网络摄像机与工业控制计算机的无线网络连接。5.如权利要求1所述的基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统，其特征是，所述喷水机构包括水枪及水枪的安装平台，该安装平台具有两个自由度，能够水平和垂直转动，水枪通过绝缘水管与制水设备连接。
【专利摘要】本实用新型公开了基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统，包括网络摄像机及在线式激光测距仪，工业控制计算机接收网络摄像机及在线式激光测距仪采集的信号；在线式激光测距仪在观测设备上方打上红色光斑，该红色斑点位置即为水冲洗的位置，网络摄像机采集现场图像，利用颜色识别算法，对红色斑点自动识别，从而得到红色斑点在图像空间中的坐标信息，进而确定水枪打击位置，将得到的水枪打击位置信息反馈给机器人控制器，控制机器人运动，控制水枪打击位置位于指定的位置。通过机器视觉相关算法实现对带电水冲洗系统的视觉引导控制，有效提高了机器人的自主化程度，并对机器人冲洗效率的提升有较大的作用。
【IPC分类】B08B13/00, G08C17/02, B08B3/02, H04N7/18
【公开号】CN204724507
【申请号】CN201520266382
【发明人】刘洪正, 谭林, 鲁守银, 王振利, 慕世友, 任杰, 傅孟潮, 李健, 吕曦晨, 李建祥, 赵金龙, 陈强, 张海龙, 高郎宏
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院, 山东鲁能智能技术有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年4月28日