具有视觉识别功能的巡检机器人的制作方法

本申请涉及机器人领域，特别是涉及一种具有视觉识别功能的巡检机器人。

背景技术：

随着人工智能的快速发展，应用人工智能的机器人能够执行的工作越来越多，甚至在一些场合下能够替代人工进行作业。

在电力系统中，需要对电力设备进行人工巡检，而由于巡检环境中会产生高电压高辐射，容易对人体造成伤害，并且由于人工巡检的主观性，巡检工作的效率和质量往往得不到保证。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够进行自动巡检的具有视觉识别功能的巡检机器人。

本实用新型第一方面提供一种具有视觉识别功能的巡检机器人，所述机器人包括：

设有云台的机器人本体，所述机器人本体上安装有工控机以及用于采集立体图像和并识别所述立体图像的智能识别装置，所述工控机还与所述智能识别装置通信连接，所述工控机与上位机通信连接，所述工控机将从智能识别装置接收的所述立体图像的识别结果发送至所述上位机。

可选的，所述智能识别装置安装于所述云台上，所述智能识别装置包括：

用于拍摄立体图像的立体相机和用于识别所述立体图像的图像识别模块，所述立体相机与所述图像识别模块通信连接，所述立体相机的拍摄方向跟随所述云台转动。

可选的，所述图像识别模块包括封条识别模块、指示牌识别模块、灭火器识别模块、天花板识别模块、箱体识别模块和物资识别模块之中的至少一种。

可选的，位于所述立体相机的上方还设有补光灯，所述补光灯设置在所述云台上。

可选的，所述机器人本体包括：

用于控制云台的云台控制器，所述云台控制器上连接电机驱动器，所述电机驱动器上连接有用于驱动所述云台旋转的伺服电机。

可选的，所述云台的水平转动范围为-180度至180度，所述云台的俯仰转动范围为-30度至90度。

可选的，所述机器人本体还包括：

用于驱动所述机器人行走的行走驱动装置，所述行走驱动装置通过总线与工控机连接，所述机器人本体上还设有底盘，所述底盘上设有两个前轮和两个后轮，所述前轮为驱动轮，所述后轮为万向轮，所述行走驱动装置用于驱动所述两个前轮运动。

可选的，所述前轮的轮径大于所述后轮的轮径。

可选的，所述机器人本体上还安装有超声波装置，所述超声波装置包括超声波发生器、与所述超声波发生器连接的超声波传感器及障碍物检测模块，所述超声波发生器用于发出超声波，所述超声波传感器用于检测超声波，所述障碍物检测模块用于根据所述超声波检测是否存在障碍物，并将检测结果发送给所述工控机。

可选的，所述机器人本体上设有激光测距仪、报警器和扬声器，所述激光测距仪、报警器和扬声器均与所述工控机连接。

可选的，所述工控机通过工业级天线与上位机通信连接，所述工业级天线安装于所述机器人本体的后方。

本实用新型提供的具有视觉识别功能的巡检机器人中，通过在机器人本体上设置云台，所述机器人本体上安装有工控机以及用于采集立体图像和并识别所述立体图像的智能识别装置，所述工控机还与所述智能识别装置通信连接，所述工控机与上位机通信连接，所述工控机将从智能识别装置接收的所述立体图像的识别结果发送至所述上位机，具有底盘运动灵活、自主云台精度高的特点，监控后台无缝集成，能够自动避障，并且检测范围广，检测精度高。

附图说明

图1为本实用新型具有视觉识别功能的巡检机器人的一个实施例图；

图2是本实用新型具有视觉识别功能的巡检机器人中智能识别装置的一个实施例图；

图3是本实用新型具有视觉识别功能的巡检机器人中图像识别模块的一个实施例图；

图4是本实用新型具有视觉识别功能的巡检机器人的另一个实施例图；

图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

在电力系统中，需要对电力设备进行人工巡检，而由于巡检环境中会产生高电压高辐射，容易对人体造成伤害，并且由于人工巡检的主观性，巡检工作的效率和质量往往得不到保证。

鉴于此，本实用新型提供一种具有视觉识别功能的巡检机器人来代替人工进行巡检，并且相比人工，训练效率和巡检精度更高。

在一个实施例中，请参阅图1，图1是本实用新型具有视觉识别功能的巡检机器人的一个实施例图，如图1所示，提供了一种具有视觉识别功能的巡检机器人，包括：

设有云台111的机器人本体11，所述机器人本体11上安装有工控机12以及用于采集立体图像和并识别所述立体图像的智能识别装置13，所述工控机12 还与所述智能识别装置13通信连接，所述工控机12与上位机14通信连接，所述工控机12将从智能识别装置13接收的所述立体图像的识别结果发送至所述上位机14。

可以看出，通过在机器人本体上设置云台，所述机器人本体上安装有工控机以及用于采集立体图像和并识别所述立体图像的智能识别装置，所述工控机还与所述智能识别装置通信连接，所述工控机与上位机通信连接，所述工控机将从智能识别装置接收的所述立体图像的识别结果发送至所述上位机，具有底盘运动灵活、自主云台精度高，监控后台无缝集成，能够自动避障，并且检测范围广，检测精度高。

可选的，所述智能识别装置13安装于所述云台111上，所述智能识别装置13包括：

用于拍摄立体图像的立体相机131和用于识别所述立体图像的图像识别模块132，所述立体相机131与所述图像识别模块132通信连接，所述立体相机 131的拍摄方向跟随所述云台111转动。

其中，该立体相机131可以是3D相机，通过拍摄立体图片，能够对图片中的立体物品进行进一步识别，并且物品识别率也会更高，能够充分识别仓库环境中的各种物品。

可选的，所述图像识别模块132包括封条识别模块、指示牌识别模块、灭火器识别模块、天花板识别模块、箱体识别模块和物资识别模块之中的至少一种。

需要说明的是，本实用新型中的图像识别模块132能够识别多种类型的物品，并且可以根据需求配置需要识别的物品的相应的模块，本实用新型中图像识别模块132能够配置的模块包括封条识别模块、指示牌识别模块、灭火器识别模块、天花板识别模块、箱体识别模块和物资识别模块之中的至少一种。在包括多种识别模块时各识别模块均与工控机12连接。

其中，各识别模块的主要功能如下，所述封条识别模用于封条破损检测，所述指示牌识别模块用于检测指示牌是否在指定位置，所述灭火器识别模块用于检测灭火器区域是否乱放，所述天花板识别模块用于检测天花板是否脱落和漏水，所述箱体识别模块用于检测箱体是否破损，所述物资识别模块用于进行物资数量计算。

可选的，位于所述立体相机131的上方还设有补光灯15，所述补光灯15设置在所述云台111上。

可以理解的是，考虑到巡检机器人的复杂工作环境，例如光线不足的情况，可以在立体相机131上设置补光灯15，从而一方面能够使得巡检机器人能够适更加广泛的场景，另一方面，添加补光灯15后，立体相机131拍摄出的立体照片也会越清楚，从而能够提升物品识别效率。

可选的，所述机器人本体11包括：

用于控制云台111的云台控制器112，所述云台控制器112上连接电机驱动器113，所述电机驱动器113上连接有用于驱动所述云台111旋转的伺服电机 114。

可以理解的是，本实用新型中，云台具有一套完善的控制系统，能够精准的对云台的转动进行控制，举例来说，首先可以通过云台控制器112发出控制指令，接着该控制指令会发送至与云台控制器112连接电机驱动器113，接着电机驱动器113将该控制指令转化为伺服电机114能够识别的信号，并发送给该伺服电机114，该伺服电机114接受到该信号后，便会进行工作，驱动云台在水平方向和/或俯仰方向进行转动。

可选的，所述云台111的水平转动范围为-180度至180度，所述云台111 的俯仰转动范围为-30度至90度。

可选的，本实用新型中的云台111为高精度的云台，其水平转动范围为-180 度至180度，即360度范围全向转动，此外，云台的俯仰转动该范围是-30度至 90度，即具有120度的转动范围，配合水平360度的转动范围，能够使得只能识别装置具有相当大的识别视野，从而能够对仓库环境进行充分巡检。

可选的，所述机器人本体11还包括：

用于驱动所述机器人行走的行走驱动装置115，所述行走驱动装置115通过总线与工控机12连接，所述机器人本体11上还设有底盘116，所述底盘上设有两个前轮和两个后轮，所述前轮为驱动轮，所述后轮为万向轮，所述行走驱动装置115用于驱动所述两个前轮运动。

可以理解的是，云台111保证了机器人能够对仓库环境中的各个方向上的物品进行扫描，但是一些物品需要对特定角度以及在特定距离内拍摄，因此机器人但是仍旧缺乏移动的能力，本实用新型中，可在机器人本体11的底部设置底盘116，该底盘116上主要用于安装能够提供给机器人行动动力的装置，如底盘上设置四个轮子，包括两个前轮和两个后轮，所述前轮为驱动轮，所述后轮为万向轮，所述行走驱动装置115用于驱动所述两个前轮运动。

可选的，所述前轮的轮径大于所述后轮的轮径。

可以理解的是，由于前轮主要用于提供行动的动力，因此，前轮的轮径可以大于后轮，从而通过后轮转向时更为灵活方便。

可选的，所述机器人本体11上还安装有超声波装置16，所述超声波装置 16包括超声波发生器161、与所述超声波发生器161连接的超声波传感器162 及障碍物检测模块163，所述超声波发生器161用于发出超声波，所述超声波传感器162用于检测超声波，所述障碍物检测模块163用于根据所述超声波检测是否存在障碍物，并将检测结果发送给所述工控机12。

可以立即的是，该超声波装置16主要用于避障，其原理类似蝙蝠的飞行避障，超声波发生器161以一定的频率发出超声波，接着如果超声波传感器162 在接收到反射回来的超声波时，便可以根据返回时间计算位于超声波发射方向上的障碍距离机器人的距离，通过不同方向发出的超声波，障碍物检测模块163 能对障碍的大小进行计算，从而当发现按照机器人当前的行进方向很有可能撞到该障碍的情况下，工控机12便会依据超声波装置16采集的结果对机器人的行进路径进行调整，从而达到避障的目的。

可选的，所述机器人本体11上设有激光测距仪17、报警器18和扬声器19，所述激光测距仪17、报警器18和扬声器19均与所述工控机12连接。

可以理解的是，除了可以采用超声波装置16进行测距之外，该机器人本体 11上还可设置激光测距仪17，激光测距仪17的测量原理也与超声波装置16的测距原理类似，通过发射激光，并接收反射回的激光，再通过激光的传播时间来计算反射对象与机器人之间的距离。该报警器18可以在机器人出现任何不正常状态时，进行相应的报警操作，而扬声器19同样可以配合报警器进行报警操作。

可选的，所述工控机12通过工业级天线与上位机14通信连接，所述工业级天线安装于所述机器人本体11的后方。

需要说明的是，为了保证上位机14与工控机12之间的通信质量，可以采用工业级双天线进行通信，具体的可在该机器人本体11的后方安装该工业级双天线。

本实用新型具有视觉识别功能的巡检机器人，其具有底盘运动灵活、自主云台精度高、后台无缝集成、三级避障技术、快速部署应用及高级视觉功能的优点，且检测范围广，精度高。经实验，本实用新型的机器人速度为0-1.2m/s，爬坡能力为15°，防护等级为IP55，定位精度为±10mm，越障能力为5cm，涉水深度为100mm，工作时间为8h。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，即该上位机或者工控机，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于用户信息、业务信息等。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现具有视觉识别功能的巡检机器人。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各个方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各个方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM (EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM (SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM (DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请的保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。