CN110497413A - 一种基于图像处理的巡检方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于图像处理的巡检方法及装置，所述方法包括获取巡检控制指令序列，每个巡检控制指令序列指向一个巡检机器人；将巡检控制指令序列中的第一指令序列发送至所述巡检机器人的第一控制器，将所述巡检控制指令序列中的第二指令序列发送至所述巡检机器人的第二控制器；根据所述第一指令序列和第二指令序列控制巡检机器人调整摄像头；获取摄像头拍摄的图像以得到巡检范围中的异物所在的位置；根据位置生成清洁控制指令，并将清洁控制指令传输至清洁机器人；清洁机器人根据清洁控制指令运动以便于清除巡检范围中的异物。本发明使得巡检的监控执行和对巡检过程中发现的异物的清理均能够全自动进行，显著节省了人力物力，降低了巡检成本。

Description

一种基于图像处理的巡检方法及装置

技术领域

本发明涉及铁路领域，尤其涉及一种基于图像处理的巡检方法及装置。

背景技术

多年来，铁路巡检工作对于人力依赖较为严重，因此，巡检质量偏低巡检成本过高。而自动化监控技术的发展为铁路巡检工作的智能化进行提供了契机，目前基于自动化监控技术的视频采集、视频处理和视频监控等技术分支的发展日趋成熟，因此，也可以为铁路巡检工作构建其对应的巡检监控***。

铁路区间上的异物会对列车的行进安全产生严重威胁，对于铁路区间上的异物的及时发现和及时识别对于铁路巡检工作而言也至关重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于图像处理的巡检方法及装置。

本发明是以如下技术方案实现的：

一种基于图像处理的巡检方法，所述方法包括：

获取至少一个巡检控制指令序列，每个巡检控制指令序列指向一个巡检机器人，所述巡检控制指令序列的每个指令均包括执行时间、执行动作和执行参数；

将所述巡检控制指令序列中的第一指令序列发送至所述巡检机器人的第一控制器，将所述巡检控制指令序列中的第二指令序列发送至所述巡检机器人的第二控制器；

所述第一控制器根据所述第一指令序列控制巡检机器人的连接平台，所述第二控制器根据所述第二指令序列控制巡检机器人的云台，从而将所述巡检机器人的摄像头调整到目标位置，由所述摄像头拍摄巡检范围的图像；

获取巡检机器人的摄像头拍摄的图像，并对所述图像进行图像处理，以得到巡检范围中的异物所在的位置；

根据所述巡检范围中的异物所在的位置生成清洁控制指令，并将所述清洁控制指令传输至清洁机器人；

所述清洁机器人根据所述清洁控制指令运动以便于清除巡检范围中的异物。

一种基于图像处理的巡检装置，所述装置包括：

巡检控制指令序列获取模块，用于获取至少一个巡检控制指令序列，每个巡检控制指令序列指向一个巡检机器人，所述巡检控制指令序列的每个指令均包括执行时间、执行动作和执行参数；

指令序列发送模块，用于将所述巡检控制指令序列中的第一指令序列发送至所述巡检机器人的第一控制器，将所述巡检控制指令序列中的第二指令序列发送至所述巡检机器人的第二控制器；

指令序列执行模块，用于所述第一控制器根据所述第一指令序列控制巡检机器人的连接平台，所述第二控制器根据所述第二指令序列控制巡检机器人的云台，从而将所述巡检机器人的摄像头调整到目标位置，由所述摄像头拍摄巡检范围的图像；

异物发现模块，用于获取巡检机器人的摄像头拍摄的图像，并对所述图像进行图像处理，以得到巡检范围中的异物所在的位置；

清洁控制指令生成模块，用于根据所述巡检范围中的异物所在的位置生成清洁控制指令，并将所述清洁控制指令传输至清洁机器人；

清洁模块，用于所述清洁机器人根据所述清洁控制指令运动以便于清除巡检范围中的异物。

优选的，每个所述巡检机器人均包括连接平台和设置在所述连接平台上的云台、第一控制器和第二控制器，在所述云台上安置有摄像头，所述第一控制器用于控制所述连接平台运动，所述第二控制器用于控制所述云台转动。

优选的，所述清洁机器人包括机器人本体，轮组行走部件和第三控制器，所述机器人本体包括设置于所述轮组行走部件之上的静平台，与所述静平台连接的动平台和设置于所述动平台之上的清洁机构；

所述第三控制器用于接收所述清洁控制指令，根据所述清洁控制指令控制所述行走部件运动、控制所述动平台移动，以及控制所述清洁机构工作。

优选的，所述连接平台具备下述结构：

包括静平台和动平台，所述静平台和所述动平台之间包括第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，其中第一支链与第三支链的支链结构相同，第二支链与第四支链的支链结构相同，所述第一支链由第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13、第四转动副R14、第五转动副R15组成，第一转动副R11位于静平台上，第五转动副R15位于动平台上，第一转动副R11和第五转动副R15之间依次连接有第二转动副R12、第三转动副R13和第四转动副R14；第二支链由第六转动副R21、第一球铰S22、第二球铰S23组成，第六转动副R21位于静平台上，第二球铰S23位于动平台上，第六转动副R21和第二球铰S23之间连接有第一球铰S22；

其中第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13的轴线相互平行，第四转动副R14、第五转动副R15的轴线相互平行，第一转动副R11的轴线与第五转动副R15的轴线相互垂直。

优选的，所述述静平台与所述动平台的连接关系为：

所述静平台和所述动平台之间通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链连接，其中第一支链、第二支链、第三支链与第四支链的支链结构都相同，所述第一支链由第一球铰S1和第五球铰S5组成，第一球铰S1位于静平台上，第五球铰S5位于动平台上，第二支链由第二球铰S2和第六球铰S6组成，第三支链由第三球铰S3和第七球铰S7组成，第四支链由第四球铰S4和第八球铰S8组成；第五支链由第一转动副R1、第二转动副R2、第三转动副R3和第四转动副R4组成，其中第一转动副R1位于静平台上，第四转动副R4位于动平台上，其中第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13的轴线相互平行，第四转动副R14、第五转动副R15的轴线相互平行，第一转动副R11的轴线与第五转动副R15的轴线相互垂直；

其中第一转动副R1、第二转动副R2的轴线相互平行，第三转动副R3、第四转动副R4的轴线相互平行，第一转动副R1的轴线与第四转动副R4的轴线相互垂直。

本发明的有益效果是：

本发明实施例公开一种基于图像处理的巡检方法及装置，通过设置巡检机器人和清洁机器人关键部件的结构，显著提升了巡检机器人的监控范围，提升了清洁机器人的灵活度，并且设计基于图像处理的巡检方法，使得巡检的监控执行和对巡检过程中发现的异物的清理均能够全自动进行，显著节省了人力物力，降低了巡检成本。

附图说明

图1是本实施例提供的一种基于图像处理的巡检方法流程图；

图2是本实施例提供的一种基于图像处理的巡检装置框图；

图3是本实施例提供的连接平台示意图；

图4是本实施例提供的静平台与所述动平台的连接关系示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

本发明实施例公开一种基于图像处理的巡检方法，如图1所示，所述巡检方法包括：

S101.获取至少一个巡检控制指令序列，每个巡检控制指令序列指向一个巡检机器人，所述巡检控制指令序列的每个指令均包括执行时间、执行动作和执行参数。

S103.将所述巡检控制指令序列中的第一指令序列发送至所述巡检机器人的第一控制器，将所述巡检控制指令序列中的第二指令序列发送至所述巡检机器人的第二控制器。

S105.所述第一控制器根据所述第一指令序列控制巡检机器人的连接平台，所述第二控制器根据所述第二指令序列控制巡检机器人的云台，从而将所述巡检机器人的摄像头调整到目标位置，由所述摄像头拍摄巡检范围的图像。

S107.获取巡检机器人的摄像头拍摄的图像，并对所述图像进行图像处理，以得到巡检范围中的异物所在的位置。

S109.根据所述巡检范围中的异物所在的位置生成清洁控制指令，并将所述清洁控制指令传输至清洁机器人。

S1011.所述清洁机器人根据所述清洁控制指令运动以便于清除巡检范围中的异物。

相应的，本发明实施例公开一种基于图像处理的巡检装置，如图2所示，所述装置包括：

巡检控制指令序列获取模块，用于获取至少一个巡检控制指令序列，每个巡检控制指令序列指向一个巡检机器人，所述巡检控制指令序列的每个指令均包括执行时间、执行动作和执行参数。

指令序列发送模块，用于将所述巡检控制指令序列中的第一指令序列发送至所述巡检机器人的第一控制器，将所述巡检控制指令序列中的第二指令序列发送至所述巡检机器人的第二控制器。

指令序列执行模块，用于所述第一控制器根据所述第一指令序列控制巡检机器人的连接平台，所述第二控制器根据所述第二指令序列控制巡检机器人的云台，从而将所述巡检机器人的摄像头调整到目标位置，由所述摄像头拍摄巡检范围的图像。

异物发现模块，用于获取巡检机器人的摄像头拍摄的图像，并对所述图像进行图像处理，以得到巡检范围中的异物所在的位置。

清洁控制指令生成模块，用于根据所述巡检范围中的异物所在的位置生成清洁控制指令，并将所述清洁控制指令传输至清洁机器人。

清洁模块，用于所述清洁机器人根据所述清洁控制指令运动以便于清除巡检范围中的异物。

每个所述巡检机器人均包括连接平台和设置在所述连接平台上的云台、第一控制器和第二控制器，在所述云台上安置有摄像头，所述第一控制器用于控制所述连接平台运动，所述第二控制器用于控制所述云台转动。本发明实施例公开的巡检机器人基于双平台(连接平台)进行巡检工作，为了充分满足巡检要求，本发明实施例对于巡检机器人的双平台进行特殊设计，所述双平台如图3所示，具备下述结构：

所述双平台包括静平台和动平台，所述静平台和所述动平台之间包括第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，其中第一支链与第三支链的支链结构相同，第二支链与第四支链的支链结构相同，所述第一支链由第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13、第四转动副R14、第五转动副R15组成，第一转动副R11位于静平台上，第五转动副R15位于动平台上，第一转动副R11和第五转动副R15之间依次连接有第二转动副R12、第三转动副R13和第四转动副R14；第二支链由第六转动副R21、第一球铰S22、第二球铰S23组成，第六转动副R21位于静平台上，第二球铰S23位于动平台上，第六转动副R21和第二球铰S23之间连接有第一球铰S22；

其中第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13的轴线相互平行，第四转动副R14、第五转动副R15的轴线相互平行，第一转动副R11的轴线与第五转动副R15的轴线相互垂直；

所述巡检机器人具备驱动***等常用构件，其具体安装方式本发明实施例不做详述。

本发明实施例所述清洁机器人包括机器人本体，轮组行走部件和第三控制器，所述机器人本体包括设置于所述轮组行走部件之上的静平台，与所述静平台连接的动平台和设置于所述动平台之上的清洁机构；

所述第三控制器用于接收所述清洁控制指令，根据所述清洁控制指令控制所述行走部件运动、控制所述动平台移动，以及控制所述清洁机构工作。

所述清洁机构和所述轮组行走部件均可使用现有技术，本发明实施例不做赘述，在一个可行的实施例中，本发明实施例对于静平台与动平台的连接关系进行了设计，需要强调的是，这种设计可以使得清洁机器人具有较高的自由度从而满足清洁的具体需求，但是本发明实施例并不否定清洁机器人可以具有其他的相似结构。

具体地，如图4所示，所述静平台和所述动平台之间通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链连接，其中第一支链、第二支链、第三支链与第四支链的支链结构都相同，所述第一支链由第一球铰S1和第五球铰S5组成，第一球铰S1位于静平台上，第五球铰S5位于动平台上，第二支链由第二球铰S2和第六球铰S6组成，第三支链由第三球铰S3和第七球铰S7组成，第四支链由第四球铰S4和第八球铰S8组成；第五支链由第一转动副R1、第二转动副R2、第三转动副R3和第四转动副R4组成，其中第一转动副R1位于静平台上，第四转动副R4位于动平台上，其中第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13的轴线相互平行，第四转动副R14、第五转动副R15的轴线相互平行，第一转动副R11的轴线与第五转动副R15的轴线相互垂直；

其中第一转动副R1、第二转动副R2的轴线相互平行，第三转动副R3、第四转动副R4的轴线相互平行，第一转动副R1的轴线与第四转动副R4的轴线相互垂直。

本发明实施例公开的一种基于图像处理的巡检方法及装置，通过设置巡检机器人和清洁机器人关键部件的结构，显著提升了巡检机器人的监控范围，提升了清洁机器人的灵活度，并且设计基于图像处理的巡检方法，使得巡检的监控执行和对巡检过程中发现的异物的清理均能够全自动进行，显著节省了人力物力，降低了巡检成本。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种基于图像处理的巡检方法，其特征在于，所述方法包括：

获取至少一个巡检控制指令序列，每个巡检控制指令序列指向一个巡检机器人，所述巡检控制指令序列的每个指令均包括执行时间、执行动作和执行参数；

将所述巡检控制指令序列中的第一指令序列发送至所述巡检机器人的第一控制器，将所述巡检控制指令序列中的第二指令序列发送至所述巡检机器人的第二控制器；

所述第一控制器根据所述第一指令序列控制巡检机器人的连接平台，所述第二控制器根据所述第二指令序列控制巡检机器人的云台，从而将所述巡检机器人的摄像头调整到目标位置，由所述摄像头拍摄巡检范围的图像；

获取巡检机器人的摄像头拍摄的图像，并对所述图像进行图像处理，以得到巡检范围中的异物所在的位置；

根据所述巡检范围中的异物所在的位置生成清洁控制指令，并将所述清洁控制指令传输至清洁机器人；

所述清洁机器人根据所述清洁控制指令运动以便于清除巡检范围中的异物。

2.一种基于图像处理的巡检装置，其特征在于，所述装置包括：

巡检控制指令序列获取模块，用于获取至少一个巡检控制指令序列，每个巡检控制指令序列指向一个巡检机器人，所述巡检控制指令序列的每个指令均包括执行时间、执行动作和执行参数；

指令序列发送模块，用于将所述巡检控制指令序列中的第一指令序列发送至所述巡检机器人的第一控制器，将所述巡检控制指令序列中的第二指令序列发送至所述巡检机器人的第二控制器；

指令序列执行模块，用于所述第一控制器根据所述第一指令序列控制巡检机器人的连接平台，所述第二控制器根据所述第二指令序列控制巡检机器人的云台，从而将所述巡检机器人的摄像头调整到目标位置，由所述摄像头拍摄巡检范围的图像；

异物发现模块，用于获取巡检机器人的摄像头拍摄的图像，并对所述图像进行图像处理，以得到巡检范围中的异物所在的位置；

清洁控制指令生成模块，用于根据所述巡检范围中的异物所在的位置生成清洁控制指令，并将所述清洁控制指令传输至清洁机器人；

清洁模块，用于所述清洁机器人根据所述清洁控制指令运动以便于清除巡检范围中的异物。

3.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的巡检装置，其特征在于：

每个所述巡检机器人均包括连接平台和设置在所述连接平台上的云台、第一控制器和第二控制器，在所述云台上安置有摄像头，所述第一控制器用于控制所述连接平台运动，所述第二控制器用于控制所述云台转动。

4.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的巡检装置，其特征在于：

所述清洁机器人包括机器人本体，轮组行走部件和第三控制器，所述机器人本体包括设置于所述轮组行走部件之上的静平台，与所述静平台连接的动平台和设置于所述动平台之上的清洁机构；

所述第三控制器用于接收所述清洁控制指令，根据所述清洁控制指令控制所述行走部件运动、控制所述动平台移动，以及控制所述清洁机构工作。

5.根据权利要求3所述的一种基于图像处理的巡检装置，其特征在于，所述连接平台具备下述结构：

包括静平台和动平台，所述静平台和所述动平台之间包括第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，其中第一支链与第三支链的支链结构相同，第二支链与第四支链的支链结构相同，所述第一支链由第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13、第四转动副R14、第五转动副R15组成，第一转动副R11位于静平台上，第五转动副R15位于动平台上，第一转动副R11和第五转动副R15之间依次连接有第二转动副R12、第三转动副R13和第四转动副R14；第二支链由第六转动副R21、第一球铰S22、第二球铰S23组成，第六转动副R21位于静平台上，第二球铰S23位于动平台上，第六转动副R21和第二球铰S23之间连接有第一球铰S22；

其中第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13的轴线相互平行，第四转动副R14、第五转动副R15的轴线相互平行，第一转动副R11的轴线与第五转动副R15的轴线相互垂直。

6.根据权利要求4所述的一种基于图像处理的巡检装置，其特征在于，所述述静平台与所述动平台的连接关系为：

所述静平台和所述动平台之间通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链连接，其中第一支链、第二支链、第三支链与第四支链的支链结构都相同，所述第一支链由第一球铰S1和第五球铰S5组成，第一球铰S1位于静平台上，第五球铰S5位于动平台上，第二支链由第二球铰S2和第六球铰S6组成，第三支链由第三球铰S3和第七球铰S7组成，第四支链由第四球铰S4和第八球铰S8组成；第五支链由第一转动副R1、第二转动副R2、第三转动副R3和第四转动副R4组成，其中第一转动副R1位于静平台上，第四转动副R4位于动平台上，其中第一转动副R11、第二转动副R12、第三转动副R13的轴线相互平行，第四转动副R14、第五转动副R15的轴线相互平行，第一转动副R11的轴线与第五转动副R15的轴线相互垂直；

其中第一转动副R1、第二转动副R2的轴线相互平行，第三转动副R3、第四转动副R4的轴线相互平行，第一转动副R1的轴线与第四转动副R4的轴线相互垂直。