[发明专利]基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统及方法

权利要求书

1.基于激光测距及图像识别的水冲洗机器人瞄准系统的方法，所述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；

所述网络摄像机通过无线路由器及无线网卡与工业控制计算机通讯，所述在线式激光测距仪通过无线收发射装置与工业控制计算机通讯；

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；

所述在线式激光测距仪安装在喷水机构的水枪的后部上方，安装方向与水枪方向一致，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，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，从而实现变电站水冲洗机器人的视觉伺服控制；

所述颜色识别算法即将网络摄像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；

其特征是，包括：

1)首先在图像中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；

2)利用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；

3)计算目标冲洗点与红色斑点的坐标间的坐标偏差(DX,DY)其计算公式如下：

DX＝DstX-SrcX，DY＝DstY-SrcY；

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；

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；

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则跳转到步骤(7)，否则跳转到步骤(3)；

7)控制过程结束。

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的方法，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的方法，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。

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的方法，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。