本发明属于水力发电站日常维护领域，尤其涉及一种水电站进水口门槽自动巡检装置及巡检方法。
背景技术：
水电站进水口门槽及其周边混凝土检查是每年机组大小修必查项目，这是因为门槽是水电站水工建筑物中缺陷高发部位，检查旨在检查电站进水口门槽、胸墙、底板、检修门水封等是否存在缺陷，并及时处理。
进水口门槽顶部至底部高差在几十米至上百米不等，运维人员目前检查方式主要依靠坝顶门机及吊笼（吊笼大小：1m*0.7m）进入门槽底部检查。吊笼行程中，因快速闸门未吊离门槽，空间狭小仅能容纳一个吊笼，而致容易碰撞周边设施，具有一定危险性，且门槽内空气质量差、高空检查危险性高。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明采用以下技术方案：
一种水电站进水口门槽自动巡检装置，其特征在于，包括：图像采集装置、位移装置和上位机系统；所述图像采集装置设置在巡检平台上，包括：可360°旋转的图像采集器和与所述图像采集器配合的照明装置；所述位移装置控制巡检平台在水电站进水口门槽内的一个竖直平面a上移动，包括控制器、电机和滑轮系统；所述滑轮系统通过绳索将巡检平台吊入水电站进水口门槽内，绳索上设置有用于稳定巡检平台的配重块；所述图像采集器采集的图像传输至上位机系统。
优选地，所述照明装置设置在图像采集器镜头周部，并跟随图像采集器镜头旋转。
优选地，所述位移装置可控制巡检平台在水电站进水口门槽内的一个点保持稳定；所述图像采集器执行一次图像采集的方式为：在巡检平台保持稳定的状态下进行360°旋转并同时进行延时摄影之后生成一张门槽状态图像。
优选地，所述图像采集器设有初始朝向，所述初始朝向为图像采集器执行一次图像采集开始之前和结束之后的朝向。
优选地，所述初始朝向通过指南针进行定位。
优选地，所述图像采集器采集的图像通过有线连接传输至上位机系统。
优选地，所述上位机系统分别通过图像边缘检测滤波以及通过高光通道滤波处理采集的图像后，与历史图像数据进行的对比运算，判断巡检结果是否存在异常。
以及，本发明水电站进水口门槽自动巡检装置的巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：执行预巡检，工作人员通过操作所述控制器控制巡检平台在进水口门槽内的一个竖直平面a上的位移，通过图像采集器采集多张门槽状态图像，所述多张门槽状态图像覆盖水电站进水口门槽全部待巡检区域；
步骤2：根据预巡检结果，将竖直平面a网点化，使所述图像采集器在每个所述网点执行一次图像采集之后生成的门槽状态图像覆盖水电站进水口门槽全部待巡检区域；
步骤3：将全部所述网点的坐标量，参照位移装置控制巡检平台移动的初始位置，转换为位移装置控制巡检平台移动的位移量并输入控制器；
步骤4：交替执行巡检平台移动和图像采集，完成水电站进水口门槽的自动巡检。
优选地，还包括以下步骤：
步骤5：将首次自动巡检完成并由人工确认无异常的全部门槽状态图像进行图像边缘检测滤波和高光通道滤波后，作为边缘参照图像和高光参照图像存储在上位机系统中；
步骤6：执行自动巡检完毕之后，将全部门槽状态图像进行图像边缘检测滤波后与边缘参照图像进行边缘对比运算，获得边缘对比图像；并将全部门槽状态图像进行高光通道滤波后与高光参照图像进行高光对比运算，获得高光对比图像。
步骤7：根据边缘对比图像和高光对比图像判断巡检是否存在异常。
优选地，所述图像边缘检测滤波的方法是：利用差分边缘检测或reborts算子或sobel算子或prewitt算子或kirsch算子或laplace算子或canny算子对图像进行滤波后得到边缘滤波图像；并将所述边缘滤波图像二值化；
所述边缘对比运算的方法是：两幅图像求差；
所述高光通道滤波的方法是：对图像进行通道滤波，得到仅包含图像中的高光点的高光滤波图像；对高光滤波图像反色后二值化；
所述高光对比运算的方法是：两幅图像求差。
本发明填补了现有技术的空白，大大提升了现有技术的水平，将现有的原始的人工巡检装置和方法直接升级为自动化的、智能化的系统，解决了目前困扰水电站的巡检的人员安全性问题。同时，通过自动化的系统，水电站进水口门槽的效率大大提升，不仅节约了人力成本、降低了劳动强度，且借此能够实现巡检的日常化、常态化以及大数据化，是对电力系统数据体系的一次重大升级。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
图1是本发明实施例装置结构示意图；
图2是本发明实施例巡检方法流程示意图；
图中：1-图像采集器；2-巡检平台；3-电机；4-滑轮系统；5-配重块；6-网点。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
如图1所示，本实施例包括：图像采集装置、位移装置和上位机系统；图像采集装置设置在巡检平台2上，包括：可360°旋转的图像采集器1和与图像采集器1配合的照明装置；位移装置控制巡检平台2在水电站进水口门槽内的一个竖直平面a上移动，包括控制器、电机3和滑轮系统4；滑轮系统4通过绳索将巡检平台2吊入水电站进水口门槽内，绳索上设置有用于稳定巡检平台2的配重块5；图像采集器1采集的图像传输至上位机系统。
其中，照明装置设置在图像采集器1镜头周部，并跟随图像采集器1镜头旋转。照明装置的照明区域与图像采集器1的视场范围匹配，能够保证图像采集始终保持在照明状态。
位移装置可控制巡检平台2在水电站进水口门槽内的一个点保持稳定；图像采集器1执行一次图像采集的方式为：在巡检平台2保持稳定的状态下进行360°旋转并同时进行延时摄影之后生成一张门槽状态图像。
为保证每次图像采集获得的图像的一致性，图像采集器1设有初始朝向，初始朝向为图像采集器1执行一次图像采集开始之前和结束之后的朝向。在本实施例中，初始朝向通过指南针进行定位。
由于水电站进水口门槽内存在较多无线信号死角，在实施例中，图像采集器1采集的图像通过有线连接传输至上位机系统。
为实现更加智能化的自动巡检和智能化的异常判断，本实施例中，上位机系统分别通过图像边缘检测滤波以及通过高光通道滤波处理采集的图像后，与历史图像数据进行的对比运算，判断巡检结果是否存在异常。
具体地，如图1、图2所示，本实施例包括以下步骤：
步骤1：执行预巡检，工作人员通过操作控制器控制巡检平台2在进水口门槽内的一个竖直平面a上的位移，通过图像采集器1采集多张门槽状态图像，多张门槽状态图像覆盖水电站进水口门槽全部待巡检区域；
步骤2：根据预巡检结果，将竖直平面a网点化，使图像采集器1在每个网点6执行一次图像采集之后生成的门槽状态图像覆盖水电站进水口门槽全部待巡检区域；
步骤3：将全部网点6的坐标量，参照位移装置控制巡检平台2移动的初始位置，转换为位移装置控制巡检平台2移动的位移量并输入控制器；
步骤4：交替执行巡检平台2移动和图像采集，完成水电站进水口门槽的自动巡检。
步骤5：将首次自动巡检完成并由人工确认无异常的全部门槽状态图像进行图像边缘检测滤波和高光通道滤波后，作为边缘参照图像和高光参照图像存储在上位机系统中；
步骤6：执行自动巡检完毕之后，将全部门槽状态图像进行图像边缘检测滤波后与边缘参照图像进行边缘对比运算，获得边缘对比图像；并将全部门槽状态图像进行高光通道滤波后与高光参照图像进行高光对比运算，获得高光对比图像。
步骤7：根据边缘对比图像和高光对比图像判断巡检是否存在异常。
其中，图像边缘检测滤波的方法是：利用差分边缘检测或reborts算子或sobel算子或prewitt算子或kirsch算子或laplace算子或canny算子对图像进行滤波后得到边缘滤波图像；并将边缘滤波图像二值化；
对于不同的图像边缘检测滤波方法，其实际效果和运行效率各有优劣，但均能实现本发明目的，即，将水电站进水口门槽的异常状态通过该异常状态与其他区域的视觉区别予以特征提取和判别，如裂缝与周边区域必然存在一个边界，则可以通过边缘检测滤波提取出来。
二值化的思路可以是将值不为0的像素点直接转化为灰度值为255的黑像素点，也可以根据具体情况设定一个二值化阈值，将阈值以上的点转化为黑像素点，其余点灰度设置为0，二值化的意义在于将采集的图像与参照图像在尽可能地保留主要信息的情况下排除因光照度等区别产生的误差，以方面进行比对。
边缘对比运算的方法是：两幅图像求差，得到的差值图像如果无明显边缘，则可判定为无异常，如差值图像有明显边缘，可根据预设的阈值判定存在异常，也可人工调取该图像，进一步确认异常的存在。
高光通道滤波的方法是：对图像进行通道滤波，得到仅包含图像中的高光点的高光滤波图像；对高光滤波图像反色后二值化；
高光通道滤波的目的主要在于将水电站进水口门槽的漏、渗水异常提取出来，所运用的机制是，在较强光照的情况下，有水区域比无水区域有更强的反光性。而具体的滤波方法则直接设定一合理的通道阈值，滤除较暗的无异常区域即可；反色后二值化的目的也在于尽可能地方便下一步的求差运算。
高光对比运算的方法是：两幅图像求差。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的水电站进水口门槽自动巡检装置及巡检方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。