[发明专利]一种基于颜色识别的变电站机器人自动巡检及充电方法

说明书

本发明提出了一种基于颜色识别的变电站机器人自动巡检及充电方法，主要用于机器人在巡检过程由于充电方式限制了机器人的活动范围和电量不足而影响巡检进度的情况；实现步骤为：部署绿色轨道，红色拍照区域、蓝色充电区域；安装摄像头并将拍摄的每一帧图像从RGB空间转换到HSV空间；设定绿色轨道、红色拍照区域、蓝色充电区域的颜色阈值并对图片进行二值化处理；调用opencv中函数预处理后进行边缘检测，获得轨道轮廓信息；机器人沿着轨道轮廓进行巡检，遇到红色圆圈时执行拍摄工作；遇到蓝色圆圈时执行充电作业。

技术领域

本发明属于电力系统方面技术领域，涉及变电站机器人自动巡检及充电方法，具体涉及一种基于颜色识别的变电站机器人自动巡检及充电方法。

技术背景

变电站巡检机器人在无人值守或少人值守的变电站代替巡视人员完成室外高压设备的巡检工作，是提高变电站巡检作业技术水平，保证变电站正常生产、安全运行和满足供电质量日益提高的重要手段。

传统的巡检工作一般由巡检人员来完成，因此在巡检过程中必然会产生遗漏。目前，变电站的巡检机器人主要是通过导航定位技术来实现，巡检机器人通过自身所处的位置信息，根据导航定位发布的命令来完成巡检作业，但是导航定位技术目前还存在精度不够理想、容错及纠错能力不够强壮，缺乏普遍环境适应性。

目前，基于导航定位的巡检机器人系统供电方式主要有两种：第一种是通过电线或者电缆等设备把机器人和交流电源直接连接起来，直接从电网中获得能量；第二种是通过机器人自身携带的电池进行供电。

对于第一种方式，优点是供电方式简单，供电时间和供电量都不受限制，不需要过多的考虑电能的问题，设计、调试和生产都比较容易。因此这种方式主要用于洗尘、清扫等大型服务机器人，其原因是上述作业对电能的需求量比较大，对供电时间有较高的要求。但是这种供电方式存在一个主要缺点，就是限制了机器人的活动范围，对活动范围要求很高的变电站巡检机器人，这种供电方式的实用性不高。

对于第二种供电方式，优点是机器人的移动性强，运动范围不受限制。因此电池供电的方式更适合于变电站巡检机器人的移动特性，能够使机器人达到变电站的任何工作位置。但是采用机载电池供电存在非常明显的缺点，就是供电的时间和供电量都受到较大的限制。这样可能会出现机器人在巡检过程因为电量不足而影响巡检进度的情况。

因而要在变电站巡检机器人中运用的供电方式，必须解决如何长期有效、安全可靠、快速高效的供电问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种基于颜色识别的变电站机器人自动巡检及充电方法，旨在保证检测进度的前提下，提高普遍环境适应性、减少成本和提高实用性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：

(1)部署轨道：将变电站中需要巡检的各个区域使用绿色轨道部署；在每一个需要拍摄区域的绿色轨道上放置红色圆圈；轨道上部署好的充电区域放置蓝色圆圈；

(2)安装摄像头：通过装好的两个舵机自动调整摄像头角度与水平面呈45度；

(3)将拍摄的每一帧图像从RGB色彩空间转换到HSV(Hue、Saturation、Value)空间；

(4)设定追踪轨道、拍摄区域以及充电区域的颜色阈值，并对(3)中的图像进行二值化处理；

(5)调用opencv中函数(膨胀、腐蚀、滤波)对得到的图像进行处理；

(6)对处理完成的图片进行边缘检测，得到追踪轨道的轮廓信息；

(7)远程发布命令，机器人开始沿着轨道轮廓进行巡检；

(8)当机器人在巡检过程中遇到红色圆圈时，自动停止，并开始执行拍摄工作；