专利名称：基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业移动机器人，特别是用于变配电设备自动巡检的机器人。
背景技术：
随着高电压、大容量、大电网的迅速发展，电力系统的自动化程度越来越高，许多变电站都实现了无人值守。为了随时掌握变配电设备的运转情况，及时发现和消除设备存在的缺陷和隐患，确保电力设备的安全运行，自动巡检机器人越来越多的应用到变配电设备的自动巡检。其中国家知识产权局于2005年12月14日公告的专利号200410024231. 2， 名称为“变配电设备智能自动巡检机器人”的专利文献中提出了一个采用机器人自动巡检变配电设备运行状况的技术方案，其携带的预置位云台对远距离设备通过光学变焦摄像仪获取图像信息。该方案一定程度上解决了自动巡检的问题，但是当小车在固定点停靠时，由于机械运动和外界干扰等无法避免因素的存在，致使机器人普遍会出现停靠偏差，由于机器人停车精度、车体姿态的影响，常导致在较大的光学变倍下摄像仪无法对准被观测设备的情况，从而使采集到的设备图像信息不全或者丢失，这严重影响了数据采集质量，对后续的数据分析和处理产生较大影响，制约着系统性能的提高。
发明内容因此，本实用新型针对目前室外移动式巡检机器人进行定点巡检时停车精度和车体姿态无法得到保证而使得采集到的设备信息不全或者丢失的缺陷，提供了一种基于视觉反馈，使云台能够准确定位的移动机器人精确定位云台系统。本实用新型采用的技术方案为本实用新型基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，包括带有车载电源的自驱动的小车，以及设置在小车上的计算机、云台和以该云台为载体的信息采集设备，其中信息采集设备至少包括视频信息采集设备，所述计算机配有存储有云台预置位和标定图像的存储器件，该计算机连接所述小车的驱动装置及所述云台以按照既定流程进行巡检，同时该计算机连接所述信息采集设备，构成云台位置、计算机及信息采集设备的反馈回路，以根据当前停靠点采集到的图像信息与对应的标定图像进行配准，进而根据图像偏差调整云台。依据本实用新型技术方案的基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，设备的定位通过云台的预置位信息和当前设备所在图像中的位置来决定，进而调整云台来达到精确定位设备的目的。在低变倍下(此时被观测设备占整个图像的比例较小，但不会偏出视图)标定出设备的位置并存为模板，当移动机器人到达巡检此设备的观测点并调用云台预置位后，先在小变倍下抓拍目标设备的图像，与该设备的模板图像，也就是所述标定图像进行图像配准，计算出抓拍图像与模板图像设备位置中心点偏移量，通过图像差异变化与
3云台姿态、运动之间的关系方程，得到云台的偏移量，通过水平旋转和上下俯仰对云台进行调整，确保被观测设备在图像的中间，再变焦到高变倍下，获取目标设备的图像。把图像的偏差通过调整云台来弥补，达到控制云台精确定位的目的。上述基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，所述视频信息采集设备为可见光摄像机。上述基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，所述信息采集设备还包括红外热像仪。上述基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，所述信息采集设备安装于设置在所述云台上的防护罩内。上述基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，还包括设置在小车上并与所述计算机相连的导航定位装置。上述基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，还包括设置在小车上并与所述车载电源相连的变配电设备；且在小车上还设有电力线路检测装置。
图1为依据本实用新型技术方案的一种基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统结构原理图。图中1、红外热像仪，2、可见光摄像机，3、云台，4、小车，5、计算机，6、车载电源，7、
小车驱动器。
具体实施方式
参照说明附图1，其示出了一种基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统， 包括带有车载电源6的自驱动的小车4，以及设置在小车上的计算机5、云台3和以该云台为载体的信息采集设备，其中信息采集设备至少包括视频信息采集设备，所述计算机配有存储有云台预置位和标定图像的存储器件，该计算机连接所述小车的驱动装置及所述云台以按照既定流程进行巡检，同时该计算机连接所述信息采集设备，构成云台位置、计算机及信息采集设备的反馈回路，以根据当前停靠点采集到的图像信息与对应的标定图像进行配准，进而根据图像偏差调整云台。车载电源采用一组锂电池，保持小车驱动的可靠性和稳定性，他向小车驱动器、计算机等用电设备供电，尤其是对电源质量要求比较高的设备。较佳地，所述视频信息采集设备为可见光摄像机2。优选地，所述信息采集设备还包括红外热像仪1，可以对一些线路连接点等连接电阻发生变化的区域或者不良热源进行监控，以更好的进行检测。较佳地，所述信息采集设备安装于设置在所述云台上的防护罩内，以对价格比较昂贵的信息采集设备进行保护。进一步地，还包括设置在小车上并与所述计算机相连的导航定位装置，以提供准确的导航信息。为了提高续航能力，还包括设置在小车上并与所述车载电源相连的变配电设备； 且在小车上还设有电力线路检测装置。
权利要求1.一种基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，包括带有车载电源(6)的自驱动的小车G)，以及设置在小车上的计算机(5)、云台(3)和以该云台为载体的信息采集设备，其中信息采集设备至少包括视频信息采集设备，其特征在于所述计算机配有存储有云台预置位和标定图像的存储器件，该计算机连接所述小车的驱动装置及所述云台以按照既定流程进行巡检，同时该计算机连接所述信息采集设备，构成云台位置、计算机及信息采集设备的反馈回路，以根据当前停靠点采集到的图像信息与对应的标定图像进行配准，进而根据图像偏差调整云台。
2.根据权利要求1所述的基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，其特征在于所述视频信息采集设备为可见光摄像机(2)。
3.根据权利要求2所述的基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，其特征在于所述信息采集设备还包括红外热像仪(1)。
4.根据权利要求1至3任一所述的基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，其特征在于所述信息采集设备安装于设置在所述云台上的防护罩内。
5.根据权利要求1所述的基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，其特征在于还包括设置在小车上并与所述计算机相连的导航定位装置。
6.根据权利要求1所述的基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，其特征在于还包括设置在小车上并与所述车载电源相连的变配电设备；且在小车上还设有电力线路检测装置。
专利摘要本实用新型公开了一种基于视觉伺服的移动机器人精确定位云台系统，包括带有车载电源的自驱动的小车，以及设置在小车上的计算机、云台和以该云台为载体的信息采集设备，其中信息采集设备至少包括视频信息采集设备，所述计算机配有存储有云台预置位和标定图像的存储器件，该计算机连接所述小车的驱动装置及所述云台以按照既定流程进行巡检，同时该计算机连接所述信息采集设备，构成云台位置、计算机及信息采集设备的反馈回路，以根据当前停靠点采集到的图像信息与对应的标定图像进行配准，进而根据图像偏差调整云台。本实用新型能够使云台能够准确定位。
文档编号B25J13/00GK201998168SQ20102068563
公开日2011年10月5日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者乐全明, 何云良, 张劲, 朱松林, 王振利, 董国伦, 陈安伟 申请人:山东鲁能智能技术有限公司, 浙江省电力公司, 金华电业局