用于电力设备的不停车巡检方法与流程

本发明属于设备检修领域，特别涉及用于电力设备的不停车巡检方法。

背景技术：

当前对电力设备的检修操作已经交由巡检机器人完成，相对于依靠检修人员检修的方式，能够提高电力设备的可靠性，确保电力设备故障率稳定在很低的水平。

目前巡检机器人的巡检方式为，当机器人车体到达待检设备点时，采取停顿、对焦、以小找大的方式寻找表计。由于针对每个表计都需进行该巡检步骤，并且还存在三相比较的设备，因此整个变电站巡检需要大量的时间，降低了整个巡检过程的时效性。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了使用特定算法实现预检测从而实现无需停车即可完成检测的不停车巡检方法。

为了达到上述技术目的，本发明提供了用于电力设备的不停车巡检方法，所述不停车巡检方法，包括：

根据待巡检设备与巡检机器人之间的相对位置关系构建巡检路径，令巡检机器人沿巡检路径进行检测；

当巡检机器人到达检测区域后，根据巡检机器人与表计的相对位置，通过摄像装置获取表计的实时图像，通过实时模板匹配对摄像装置的拍摄角度进行调整，确保表计的在实时图像中的正中位置，对表计进行拍摄，获取表计照片；

在拍摄过程中根据巡检机器人的行驶参数对摄像装置进行反馈补偿，令巡检机器人在行进过程中获取到至少三张表计照片，对表计照片进行降噪处理，从表计图片中截取仅包含表计示数的图片。

可选的，所述根据待巡检设备与巡检机器人之间的相对位置关系构建巡检路径，包括：

根据待巡检设备之间的相对位置关系，确定包含至少两个待巡检设备的检测区域的地形图；

根据地形图中每个待巡检设备之间的相对位置关系，结合巡检机器人自身的行进参数，确定对待巡检设备进行检测的巡检路径。

可选的，所述不停车巡检方法，包括：

当巡检机器人到达巡检点时，获取在巡检点周围待巡检设备中每个表计与巡检机器人的相对距离；

对表记位置进行随机组合得到多种巡检路径，得出最短巡检路径。

可选的，所述通过实时模板匹配对摄像装置的拍摄角度进行调整，确保表计的在实时图像中的正中位置，对表计进行拍摄，包括：

获取与待巡检设备中表计对应的检测模板；

令巡检机器人获取表计的实时图像，从实时图像中选取样本帧图像，结合检测模板对样本帧图像进行滑动窗口处理，确定在样本帧图像中表计的相对位置；

根据得到的相对位置，对摄像装置中的云台进行调节，使得在获取样本帧图像的下一时刻拍摄到的实时图像中，表计位于正中位置。

可选的，所述不停车巡检方法，包括：

对已知表记进行采样，通过建模的方式完成表记轮廓的模板。

可选的，所述在拍摄过程中根据巡检机器人的运动方向以及行进速度对摄像装置进行反馈补偿，包括：

获取巡检机器人在巡检过程中包括行驶方向、行驶速度在内行驶参数；

根据行驶方向对摄像装置中承载拍摄元件的云台的水平角度进行反馈调节，根据行驶参数对摄像参数中承载拍摄元件的云台的旋转速率进行反馈调节。

可选的，所述对表计进行拍摄，包括：

所述表计包括单表或多表；

当为单表设计时，采用摄像装置中的云台拍摄角度固定、车体运动的方式进行拍摄；

当为多表设计时，采用摄像装置中的云台拍摄角度固定、车体位置固定的方式进行拍摄。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过预先规划巡检路径、在拍摄过程中根据表计在图像中的位置进行反馈调整，最终实现整个检测过程中无需巡检机器人停车即可完成对电力设备的检测，由于检测过程中需要停车，因此可以极大的节省检测时间，提高检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明提供的用于电力设备的不停车巡检方法的流程示意图；

图2是本发明提供的巡检机器人位于检测点的示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本发明提供了用于电力设备的不停车巡检方法，如图1所示，所述不停车巡检方法，包括：

11、根据待巡检设备与巡检机器人之间的相对位置关系构建巡检路径，令巡检机器人沿巡检路径进行检测；

12、当巡检机器人到达检测区域后，根据巡检机器人与表计的相对位置，通过摄像装置获取表计的实时图像，通过实时模板匹配对摄像装置的拍摄角度进行调整，确保表计的在实时图像中的正中位置，对表计进行拍摄，获取表计照片；

13、在拍摄过程中根据巡检机器人的行驶参数对摄像装置进行反馈补偿，令巡检机器人在行进过程中获取到至少三张表计照片，对表计照片进行降噪处理，从表计图片中截取仅包含表计示数的图片。

在实施中，为了解决现有技术中对每个待巡检设备进行检测时都需要令巡检机器人停车、使得巡检时间延长的方式，本发明实施例提出了用于电力设备的不停车巡检方法，通过预先规划巡检路径、在拍摄过程中根据表计在图像中的位置进行反馈调整，最终实现整个检测过程中无需巡检机器人停车的方法，具体的，该巡检方法包括如下三个步骤：

首先，令巡检机器人对包括多个待巡检设备在内的检测检测设备进行路径规划，根据规划好的巡检路径对进行巡检；其次在根据巡检路径到达巡检区域后，通过巡检机器人上安装的摄像装置获取表计的实时图像，借助实时模板对拍摄装置进行实时调整，使得调整后的拍摄装置能够拍摄到表计在正中的图片，同时根据巡检机器人的行驶参数对摄像装置进行反馈补偿；令巡检机器人在行进过程中无需停车就能够拍摄到表计的图像，完成对电力设备的巡检。

需要注意的是，步骤13中的降噪处理，包括超分辨率重构和TV降噪处理，前者通过多张低分辨率图片，合成一张高分辨率图片的方法，完成表记细节处理。后者则通过滤波与偏微分方程完成图像噪点去除。

可选的，所述根据待巡检设备与巡检机器人之间的相对位置关系构建巡检路径，包括：

根据待巡检设备之间的相对位置关系，确定包含至少两个待巡检设备的检测区域的地形图；

根据地形图中每个待巡检设备之间的相对位置关系，结合巡检机器人自身的行进参数，确定对待巡检设备进行检测的巡检路径。

在实施中，步骤11中构建巡检路径的步骤包括如下内容：

首先绘制包括待巡检设备的检测区域的地形图，地形图中包括检测区域中每个待巡检设备相对于巡检机器人的起始位置的方位和距离。相对于车体运动轨迹的位置已知，接着代入巡检机器人考虑表头位置、机器人轨迹和速度、机械对焦速度，云台运动约束、相对表头角度等条件，确定对待巡检设备进行检测的巡检路径，确定待巡检设备的运动轨迹规划和表跟踪拍照区域。

可选的，所述不停车巡检方法，包括：

当巡检机器人到达巡检点时，获取在巡检点周围待巡检设备中每个表计与巡检机器人的相对距离；

对表记位置进行随机组合得到多种巡检路径，得出最短巡检路径。

在实施中，如图2所示，巡检机器人在到达巡检点时存在一个当前位置，而A表、B表、C表、D表、E表的5个预置位已经标定。通过表记位置的随机组合可得出ABCDE、ABCED、ABDCE……等方式，那么这些组合的路径组合的长度可通过云台预置位得出，最后通过比较得出最短路径。

可选的，所述通过实时模板匹配对摄像装置的拍摄角度进行调整，确保表计的在实时图像中的正中位置，对表计进行拍摄，包括：

获取与待巡检设备中表计对应的检测模板；

令巡检机器人获取表计的实时图像，从实时图像中选取样本帧图像，结合检测模板对样本帧图像进行滑动窗口处理，确定在样本帧图像中表计的相对位置；

根据得到的相对位置，对摄像装置中的云台进行调节，使得在获取样本帧图像的下一时刻拍摄到的实时图像中，表计位于正中位置。

在实施中，巡检车到达区域后，启动云台，根据机器人和表相对位置，运动云台找表，通过实时模板匹配技术，即通过模板特征点与传回图片的信息比较，定位表记在图像中的位置。

这里提出的实时模板匹配技术，具体是指通过已构建后的模板，对摄像装置拍摄到的实时图像进行实施对比，如果实时图像中存在于模板形状特征一致的图像，则判定已拍摄到表计图像。

值得注意的是，在拍摄过程中还需要根据实时图像对云台进行处理，以保证表计在拍摄到的实时图像的正中位置。之所以要确保在正中，是因为当前摄像装置的镜头为球型，镜头中央的位置不仅是解析力最高的区域，同时也能够最大可能避免镜头边缘区域的光学畸变的影响，保证拍摄到的表计示数尽可能的精确，提高巡检的精确性。

为了确保表计的图像中的正中位置，这里需要引入滑动窗口的处理方式，从已获取到的实时图像中选取与滑动窗口面积相同的区域，对该区域与得到的模板进行匹配，直至对样本帧图像中的全部区域完成比对，最终确定表计部分的图像在样本帧图像中的相对位置，进而根据相对位置对云台进行反向调节，以便下一时刻拍摄到的实时图像中，表计位于正中位置。

在每帧图像中均进行上述调节，确保在整个巡检过程中，拍摄到的图像中尽可能保证表计在图像正中位置。

可选的，所述不停车巡检方法，包括：

对已知表记进行采样，通过建模的方式完成表记轮廓的模板。

在实施中，前一步骤中所使用的模板是通过实现采样，进而建模的方式得到的。

可选的，所述在拍摄过程中根据巡检机器人的运动方向以及行进速度对摄像装置进行反馈补偿，包括：

获取巡检机器人在巡检过程中包括行驶方向、行驶速度在内行驶参数；

根据行驶方向对摄像装置中承载拍摄元件的云台的水平角度进行反馈调节，根据行驶参数对摄像参数中承载拍摄元件的云台的旋转速率进行反馈调节。

在实施中，为了实现在巡检过程中实现巡检机器人不停车巡检的目的，在整个拍摄过程中除了进行前述的调节步骤外，还需要在巡检机器人的巡检过程中根据巡检机器人的运动方向和行进速度，对摄像装置中云台的角度、旋转速率进行调整，实现行进过程中无需巡检机器人停车即可完成对电力设备中表计的巡检。

可选的，所述令巡检机器人沿巡检路径进行检测，包括：

所述表计包括单表或多表；

当为单表设计时，采用摄像装置中的云台拍摄角度固定、车体运动的方式进行拍摄；

当为多表设计时，采用摄像装置中的云台拍摄角度固定、车体位置固定的方式进行拍摄。

在实施中，根据每个待巡检设备上表计数量的不同，需要采用不同的拍摄方案，具体的当为单表设计时，采用摄像装置中的云台拍摄角度固定、车体运动的方式进行拍摄；而当为多表设计时，采用摄像装置中的云台拍摄角度固定、车体位置固定的方式进行拍摄。

本发明提供了用于电力设备的不停车巡检方法，包括：根据待巡检设备与巡检机器人之间的相对位置关系构建巡检路径，令巡检机器人沿巡检路径进行检测；当巡检机器人到达检测区域后，根据巡检机器人与表计的相对位置，通过摄像装置获取表计的实时图像，通过实时模板匹配对摄像装置的拍摄角度进行调整，确保表计的在实时图像中的正中位置，对表计进行拍摄，获取表计照片；在拍摄过程中根据巡检机器人的行驶参数对摄像装置进行反馈补偿，令巡检机器人在行进过程中获取到至少三张表计照片，对表计照片进行降噪处理，从表计图片中截取仅包含表计示数的图片。通过预先规划巡检路径、在拍摄过程中根据表计在图像中的位置进行反馈调整，最终实现整个检测过程中无需巡检机器人停车即可完成对电力设备的检测，由于检测过程中需要停车，因此可以极大的节省检测时间，提高检测效率。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，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。