[发明专利]一种单双目结合的高压输电线路金具在线识别定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种单双目结合的高压输电线路金具在线识别定位系统及方法，属于电力行业机器人技术领域。现有技术对巡线机器人金具识别的研究集中在单目识别测距系统，这种方法算法过于繁琐，实时性差，定位精度低。本发明所述系统实施包括如下步骤：沿高压输电线路进行图像采集；利用采集的图像进行SVM模型训练；使用基于目标特征的障碍物实时测距技术建立障碍物金具预设测量点数据库；采用双目摄像头搭建视觉处理平台，沿线路进行图像采集；通过基于双目摄像头的SVM多循环多分类的障碍物识别方法识别障碍物；根据障碍物类型在预设的测量点库中调取相应的测量点进行双目视觉测距；结合障碍物类型和测距结果对巡线机器人的运动进行控制，精准越障。

技术领域

本发明涉及一种单双目结合的高压输电线路金具在线识别定位系统及方法，属于电力行业机器人技术领域。

背景技术

高压架空输电线路长期裸露在外，易受自然灾害、鸟害、持续张力等影响，导致磨损、腐蚀、甚至断股等损伤。一旦损伤出现，如不及时发现和消除，将造成大面积停电和巨大的经济损失。用巡线机器人替代人工进行架空高压输电线路的巡检工作，可避免人工巡线对巡检精度的影响，消除巡检盲点，提高巡检效率和巡检精度，保证线路维护质量，极大地降低巡检的强度和风险，能够有效地减少运行维护费用，降低工人劳动强度，兼顾经济和社会效益，在适应市场需求等方面具有重要的意义。

巡线机器人在线上行走时不可避免地会遇到各类悬垂线夹、间隔棒和防振锤等金具障碍的阻挡，顺利跨越金具障碍的前提是准确识别出前方障碍物体并进行相应的越障动作，对线路金具障碍的精准识别一直是巡线机器人研究的关键技术之一。

目前，巡线机器人在巡检过程中大多采用红外、超声等常规的传感器检测线路障碍，然而受环境、气候等原因的影响，常规传感器的障碍物识别精度不高，容易造成巡线机器人判断失误从而出现事故。

随着视觉技术的不断发展，基于机器视觉的障碍物检测识别方法渐渐地被用在巡线机器人的巡检中，目前常用的基本都是单目识别测距系统。例如：程立、吴功平公开的文献《高压线路巡线机器人视觉导航中的单目测距算法》中提出了一种依靠单个摄像机提取深度的算法，利用巡线机器人沿导线成像远小近大的特点，结合小孔成像模型，得到障碍物距离，其测量精度满足要求，但由于算法过于繁琐，导致实时性较差。

针对传感器识别中精度偏低、单目识别测距系统中算法复杂问题导致实时性差的问题，本专利提出了一种单双目结合的高压输电线路金具在线识别定位系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单双目结合的高压输电线路金具在线识别定位系统及方法，以解决空高压输电线路巡线机器人运行过程中的金具识别和测距问题。

本发明的发明内容之一是，设计一种单双目结合的高压输电线路金具在线识别定位系统，包括：地面基站、云服务器、通讯设备、控制中心、巡检设备、控制板、环境感知模块、传感器系统、执行电机及驱动模块；

地面基站与巡线机器人通过网桥连接并进行通信；控制中心的双目摄像头抓取图像；视觉处理平台处理图像并传给控制板中的ARM1；ARM1接收传感器系统与控制中心的信息，并传给ARM2；ARM2接收环境感知模块与ARM1的信息；ARM2向执行电机及驱动模块发出越障指令，巡线机器人完成越障动作，继续巡线。

优选地，视觉处理平台具体是指嵌入式单模块超级计算机Jetson TX2；ARM1在控制板中收集巡线机器人周围信号信息；ARM2在控制板中发送动作指令，控制巡线机器人实现越障。

本发明的发明内容之二是，设计一种单双目结合的架空高压输电线路识别定位方法，应用单双目结合的高压输电线路金具在线识别定位系统，该方法包括以下实施步骤：

S1.沿高压输电线路进行图像采集；

S2.利用步骤S1采集的图像进行SVM模型训练；