变电站巡检机器人自动补光系统、方法及巡检机器人.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010511552.4 (22)申请日 2020.06.08 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510600 广东省广州市越秀区东风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司中山供电局 (72)发明人 罗其锋李新海张粟曾令诚 肖星周恒齐明刘思陈伟明 曾庆祝尹雁和温焯飞 (74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 林丽明 (51)Int.Cl. B25J 19/00(2006.01) B25J 11/00(2006.01) (54)发。

2、明名称 一种变电站巡检机器人自动补光系统、 方法 及巡检机器人 (57)摘要 本发明提出一种变电站巡检机器人自动补 光系统， 包括检测模块、 控制模块、 补光控制模 块、 补光灯、 存储模块， 其中， 检测模块的输出端 与控制模块的输入端连接， 控制模块的输出端与 补光控制模块的输入端连接， 补光控制模块的输 出端与补光灯的输入端连接； 存储模块与控制模 块双向连接； 存储模块中存储有变电站设备室内 各巡检设备对应的最优拍摄环境亮度。 本发明还 提出了一种自动补光方法， 通过采集当前环境亮 度与最优拍摄环境亮度进行对比， 按照其预设的 灯光亮度调节策略计算补光灯亮度调节幅度， 实 现自动进行补。

3、光及亮度调节， 保证巡检机器人在 拍摄过程种的拍摄环境亮度动态调整为最优亮 度， 为巡检机器人的巡检作业提供亮度稳定的拍 摄环境。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 111590639 A 2020.08.28 CN 111590639 A 1.一种变电站巡检机器人自动补光系统， 其特征在于， 包括检测模块、 控制模块、 补光 控制模块、 补光灯、 存储模块， 其中， 所述检测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接， 所述控制模块的输出端与所述补光控制模块的输入端连接， 所述补光控制模块的输出端与 所述补光灯的输入端连接； 所述存储模块与所述控制模块双向连接； 所述存储模块中存储 有。

4、各巡检设备的最优拍摄环境亮度； 巡检机器人在接受到巡检任务后移动到目标巡检设备位置， 所述检测模块采集当前环 境亮度信号， 然后发送到所述控制模块中； 所述控制模块根据巡检任务从存储模块中读取 目标巡检设备的最优拍摄环境亮度， 然后根据所述检测模块发送的当前环境亮度信号与其 读取的最优拍摄环境亮度， 按照其预设的灯光亮度调节策略进行补光灯亮度调节幅度的计 算， 然后发送至所述补光控制模块中； 所述补光控制模块根据其接收的补光灯亮度调节幅 度， 对所述补光灯进行亮度调节。 2.根据权利要求1所述的变电站巡检机器人自动补光系统， 其特征在于： 所述检测模块 包括光照传感器和A/D转换器， 所述光照。

5、传感器的输出端与所述A/D转换器的输入端连接， 所述A/D转换器的输出端作为所述检测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。 3.根据权利要求2所述的变电站巡检机器人自动补光系统， 其特征在于： 所述光照传感 器包括若干光电探测器。 4.根据权利要求1所述的变电站巡检机器人自动补光方法， 其特征在于： 所述控制模块 预设有最大补光灯亮度调节幅度阈值， 所述最大补光灯亮度调节幅度阈值大于当前变电站 设备室内的设计照度。 5.一种变电站巡检机器人自动补光方法， 其特征在于， 包括以下步骤： S1： 巡检机器人在接受到巡检任务后移动到目标巡检设备位置， 采用检测模块采集当 前环境亮度信号， 然后发送。

6、到控制模块中； S2： 所述控制模块根据巡检任务从存储模块中读取目标巡检设备的最优拍摄环境亮度 L1， 然后根据所述检测模块发送的当前环境亮度信号与其读取的最优拍摄环境亮度L1， 按照 其预设的灯光亮度调节策略计算补光灯亮度调节幅度， 并发送至补光控制模块中； S3： 所述补光控制模块根据其接收的补光灯亮度调节幅度， 对补光灯进行亮度调节。 6.根据权利要求5所述的变电站巡检机器人自动补光方法， 其特征在于： 所述S1步骤 中， 还包括以下步骤： 巡检机器人对设备室内所有目标巡检设备进行识别模板拍摄， 并记录 每个目标巡检设备拍摄时的环境亮度并存储在所述存储模块中。 7.根据权利要求5所述的变。

7、电站巡检机器人自动补光方法， 其特征在于： 所述S2步骤 中， 还包括以下步骤： 所述控制模块将接收的当前环境亮度信号转换为亮度值， 其计算公式 如下： L2Ch00.46(e-3.13R) RCh1/Ch0 其中， L2表示由采集的当前环境亮度信号转换的亮度值； Ch0和Ch1分别代表探测模块中 光电传感器的探头所采集到的数值； R表示Ch0和Ch1的比值。 8.根据权利要求7所述的变电站巡检机器人自动补光方法， 其特征在于： 所述S2步骤 中， 还包括以下步骤： 所述控制模块将完成转换的当前环境亮度值L2与其读取的最优拍摄环境亮度L1进行对 权利要求书 1/2 页 2 CN 1115906。

8、39 A 2 比， 计算其亮度差值L3L2-L1， 并应用于根据灯光亮度调节策略计算补光灯亮度调节幅度； 其中， 所述控制模块中预设的灯光亮度调节策略包括： 所述控制模块判断所述亮度差值L3 是否大于或等于0， 若是， 则不执行补光； 若否， 则计算补光灯亮度调节幅度并发送至补光控 制模块中。 9.根据权利要求5所述的变电站巡检机器人自动补光方法， 其特征在于： 所述S3步骤 中， 所述补光控制模块通过调节补光灯的输出功率实现对补光灯的亮度调节。 10.一种巡检机器人， 其特征在于， 搭载有权利要求14中任一项所述的变电站巡检机 器人自动补光系统。 权利要求书 2/2 页 3 CN 11159。

9、0639 A 3 一种变电站巡检机器人自动补光系统、 方法及巡检机器人 技术领域 0001 本发明涉及智能检测设备技术领域， 更具体地， 涉及一种变电站巡检机器人自动 补光系统、 方法及巡检机器人。 背景技术 0002 变电站巡检机器人在日常巡视过程中， 利用可见光摄像头对变电站设备进行拍 摄， 并对所拍摄图像与正常状态的模板图片进行对比分析， 判断设备运行状态及发现设备 异常。 机器人拍摄时环境亮度强弱， 直接影响机器人拍摄设备图片效果。 当环境亮度强弱变 化较大时， 日常巡视拍摄图片与模板图片也相差较大， 机器人系统就会误判设备状态， 提供 错误的识别结果。 特别是变电站继保室二次设备识别。

10、点位小且密集， 机器人识别设备状态 结果受环境亮度强弱影响更大， 根据现场实际运行情况， 机器人系统误报点位中90是受 灯光影响导致识别错误。 0003 目前主要采用补光灯与可见光摄像头配合使用， 以保障机器人识别设备状态的准 确性。 如公开号为CN109049007A的专利， 其公开了在摄像台的前端外表面设置有补光灯增 加场景亮度， 增强拍摄效果。 然而， 存在补光灯不能根据拍摄环境亮度强弱调节其亮度， 不 能提供机器人巡检过程中一个稳定的亮度环境的问题。 发明内容 0004 本发明为克服上述现有技术所述的补光灯不能根据拍摄环境亮度强弱调节其亮 度的缺陷， 提供一种变电站巡检机器人自动补光系。

11、统、 方法， 以及搭载有变电站巡检机器人 自动补光系统的巡检机器人。 0005 为解决上述技术问题， 本发明的技术方案如下： 0006 一种变电站巡检机器人自动补光系统， 包括检测模块、 控制模块、 补光控制模块、 补光灯、 存储模块， 其中， 检测模块的输出端与控制模块的输入端连接， 控制模块的输出端 与补光控制模块的输入端连接， 补光控制模块的输出端与补光灯的输入端连接； 存储模块 与控制模块双向连接； 存储模块中存储有变电站设备室内各巡检设备对应的最优拍摄环境 亮度。 0007 在使用过程中， 巡检机器人在接受到巡检任务后移动到目标巡检设备位置， 检测 模块采集当前环境亮度信号， 然后发。

12、送到控制模块中； 控制模块根据巡检任务从存储模块 中读取目标巡检设备的最优拍摄环境亮度， 然后根据检测模块发送的当前环境亮度信号与 其读取的最优拍摄环境亮度， 按照其预设的灯光亮度调节策略进行计算补光灯亮度调节幅 度， 然后发送至补光控制模块中； 补光控制模块根据其接收的补光灯亮度调节幅度， 对补光 灯进行亮度调节。 0008 其中， 检测模块用于采集当前拍摄环境的亮度， 控制模块用于对采集的亮度进行 逻辑判断， 并计算补光灯亮度调节幅度， 补光控制模块用于根据控制模块的计算结果调节 补光灯的亮度。 本技术方案中， 通过检测环境亮度并自动调节补光灯亮度， 为机器人巡检提 说明书 1/5 页 4。

13、 CN 111590639 A 4 供一个拍摄环境亮度趋于最优拍摄环境亮度的拍摄环境。 0009 优选地， 检测模块包括光照传感器和A/D转换器， 光照传感器的输出端与A/D转换 器的输入端连接， A/D转换器的输出端作为检测模块的输出端与控制模块的输入端连接。 0010 优选地， 光照传感器包括若干光电探测器。 0011 优选地， 控制模块预设有最大补光灯亮度调节幅度阈值， 最大补光灯亮度调节幅 度阈值大于当前变电站设备室内的设计照度。 0012 本发明还提出了一种变电站巡检机器人自动补光方法， 应用于上述变电站巡检机 器人自动补光系统， 具体包括以下步骤： 0013 S1： 巡检机器人在接。

14、受到巡检任务后移动到目标巡检设备位置， 采用检测模块采 集当前环境亮度信号， 然后发送到控制模块中； 0014 S2： 控制模块根据巡检任务的目标巡检设备名称， 从存储模块中读取目标巡检设 备对应的最优拍摄环境亮度L1， 然后根据检测模块发送的当前环境亮度信号与其读取的最 优拍摄环境亮度L1， 按照其预设的灯光亮度调节策略计算补光灯亮度调节幅度， 并发送至 补光控制模块中； 0015 S3： 补光控制模块根据其接收的补光灯亮度调节幅度， 对补光灯进行亮度调节。 0016 优选地， S1步骤中， 还包括以下步骤： 巡检机器人对设备室内所有目标巡检设备进 行识别模板拍摄， 并记录每个目标巡检设备拍。

15、摄时的环境亮度并存储在存储模块中。 0017 优选地， S2步骤中， 还包括以下步骤： 控制模块将接收的当前环境亮度信号转换为 亮度值， 其计算公式如下： 0018 L2Ch00.46(e-3.13R) 0019 RCh1/Ch0 0020 其中， L2表示由采集的当前环境亮度信号转换的亮度值； Ch0和Ch1分别代表探测模 块中光电传感器的探头所采集到的数值； R表示Ch0和Ch1的比值。 0021 优选地， S2步骤中， 还包括以下步骤： 控制模块将完成转换的当前环境亮度值L2与 其读取的最优拍摄环境亮度L1进行对比， 计算其亮度差值L3L2-L1， 并应用于根据灯光亮 度调节策略计算补光。

16、灯亮度调节幅度； 其中， 控制模块中预设的灯光亮度调节策略包括： 控 制模块判断亮度差值L3是否大于或等于0， 若是， 则不执行补光； 若否， 则计算补光灯亮度调 节幅度并发送至补光控制模块中。 0022 优选地， S3步骤中， 补光控制模块通过调节补光灯的输出功率实现对补光灯的亮 度调节。 0023 本发明还提出了一种巡检机器人， 搭载有上述变电站巡检机器人自动补光系统。 0024 与现有技术相比， 本发明技术方案的有益效果是： 通过检测当前巡检机器人的环 境亮度， 根据预设的最优拍摄环境亮度对补光灯的亮度进行调节， 能够为巡检机器人的巡 检作业提供亮度稳定的拍摄环境， 保证巡检机器人在拍摄。

17、过程种的拍摄环境亮度动态调整 为最优亮度。 附图说明 0025 图1为实施例1的变电站巡检机器人自动补光系统的结构示意图。 0026 图2为实施例2的变电站巡检机器人自动补光方法的流程图。 说明书 2/5 页 5 CN 111590639 A 5 具体实施方式 0027 附图仅用于示例性说明， 不能理解为对本专利的限制； 0028 对于本领域技术人员来说， 附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解 的。 0029 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。 0030 实施例1 0031 本实施例提出一种变电站巡检机器人自动补光系统， 如图1所示， 为本实施例的变 电站巡检机器人。

18、自动补光系统的结构示意图。 0032 本实施例提出的变电站巡检机器人自动补光系统中， 包括检测模块1、 控制模块2、 补光控制模块3、 补光灯4、 存储模块5， 其中， 检测模块1的输出端与控制模块2的输入端连 接， 控制模块2的输出端与补光控制模块3的输入端连接， 补光控制模块3的输出端与补光灯 4的输入端连接； 存储模块5与控制模块2双向连接； 存储模块2中存储有变电站设备室内各 巡检设备对应的最优拍摄环境亮度。 0033 本实施例中， 检测模块1包括光照传感器11和A/D转换器12， 光照传感器11的输出 端与A/D转换器12的输入端连接， A/D转换器12的输出端作为检测模块1的输出端。

19、与控制模 块2的输入端连接。 且本实施例中的光照传感器11采用2个光电探测器， 用于采集环境亮度 信号， 其中， 光照传感器11将其采集的亮度检测值经A/D转换器转换为数字信号后， 传送至 控制模块2中进一步处理。 0034 本实施例中， 控制模块2预设有最大补光灯亮度调节幅度阈值， 且预设的最大补光 灯亮度调节幅度阈值大于当前变电站设备室内的设计照度， 用于确保补光系统满足设备室 巡检目标拍摄环境的补光强度调节需求。 0035 在具体实施过程中， 在巡检机器人执行巡检任务前， 先对设备室内所有目标巡检 设备进行识别模板拍摄， 并记录每个目标巡检设备拍摄时的环境亮度， 该亮度即为该目标 巡检设。

20、备的最优拍摄环境亮度， 并存储在存储模块中。 其中， 所拍摄的识别模板用于与巡检 机器人巡检过程中拍摄的巡检设备图像进行对比分析， 判断设备运行状态及发现设备异 常。 0036 在巡检过程中， 当巡检机器人在接受到巡检任务后移动到目标巡检设备位置， 检 测模块1中的光照传感器11感应当前环境亮度并通过A/D转换器12转换为数字信号， 然后发 送到控制模块2中。 控制模块2根据当前的巡检任务中的目标巡检设备信息， 从存储模块5中 读取目标巡检设备的最优拍摄环境亮度； 控制模块2根据检测模块1发送的当前环境亮度信 号与其读取的最优拍摄环境亮度， 按照其预设的灯光亮度调节策略进行计算补光灯亮度调 节。

21、幅度， 然后发送至补光控制模块3中； 补光控制模块3根据其接收的补光灯亮度调节幅度， 对补光灯4进行亮度调节。 0037 其中， 控制模块2中预设的灯光亮度调节策略如下： 判断当前环境亮度与最优拍摄 环境亮度的差值大于或等于0， 若是， 则表示当前拍摄环境亮度满足拍摄要求， 不执行补光； 若否， 则表示当前拍摄环境不满足拍摄要求， 控制模块2计算补光灯亮度调节幅度并发送至 补光控制模块3中， 通过补光控制模块3控制补光灯4进行光度调节。 0038 本实施例中， 通过检测模块1、 控制模块2、 补光控制模块3、 补光灯4、 存储模块5组 成自动补光系统， 实现巡检机器人拍摄目标巡检设备时采集当前。

22、环境亮度并自动进行补光 说明书 3/5 页 6 CN 111590639 A 6 及亮度调节， 保证巡检机器人在拍摄过程种的拍摄环境亮度动态调整为最优亮度， 且当当 前拍摄环境亮度满足要求时， 补光灯不工作， 能够有效减少电能浪费， 提高了补光灯的使用 寿命。 0039 本实施例提出的变电站巡检机器人自动补光系统能够搭载在任一型号的巡检机 器人上使用， 为巡检机器人的巡检作业提供亮度稳定的拍摄环境。 0040 实施例2 0041 本实施例提出一种变电站巡检机器人自动补光方法， 应用于实施例1提出的变电 站巡检机器人自动补光系统中。 如图2所示， 为本实施例的变电站巡检机器人自动补光方法 的流程。

23、图。 0042 本实施例提出的变电站巡检机器人自动补光方法中， 具体包括以下步骤： 0043 S1： 巡检机器人在接受到巡检任务后移动到目标巡检设备位置， 采用检测模块1采 集当前环境亮度信号， 然后发送到控制模块2中。 0044 本步骤中， 还包括以下步骤： 在巡检机器人执行巡检任务前， 先对设备室内所有目 标巡检设备进行识别模板拍摄， 并记录每个目标巡检设备拍摄时的环境亮度， 该亮度即为 该目标巡检设备的最优拍摄环境亮度， 并存储在存储模块5中。 0045 S2： 控制模块2根据巡检任务的目标巡检设备名称， 从存储模块5中读取目标巡检 设备对应的最优拍摄环境亮度L1， 然后根据检测模块发送。

24、的当前环境亮度信号与其读取的 最优拍摄环境亮度L1， 按照其预设的灯光亮度调节策略计算补光灯亮度调节幅度， 并发送 至补光控制模块中。 0046 本步骤中， 具体地， 控制模块2根据巡检任务的目标巡检设备名称， 从存储模块5中 读取目标巡检设备对应的最优拍摄环境亮度L1； 然后将其接收的当前环境亮度信号转换为 亮度值， 其计算公式如下： 0047 L2Ch00.46(e-3.13R) 0048 RCh1/Ch0 0049 其中， L2表示由采集的当前环境亮度信号转换的亮度值； Ch0和Ch1分别代表探测模 块中光电传感器的探头所采集到的数值； R表示Ch0和Ch1的比值； 0050 然后， 控。

25、制模块2将完成转换的当前环境亮度值L2与其读取的最优拍摄环境亮度L1 进行对比， 计算其亮度差值L3L2-L1， 控制模块2根据亮度差值L3及其预设的灯光亮度调节 策略计算补光灯亮度调节幅度。 其中， 控制模块2中预设的灯光亮度调节策略如下： 控制模 块2判断亮度差值L3是否大于或等于0， 若是， 则不执行补光； 若否， 则计算补光灯亮度调节 幅度并发送至补光控制模块3中。 0051 S3： 补光控制模块根据其接收的补光灯亮度调节幅度， 对补光灯进行亮度调节。 0052 本实施例中， 补光控制模块3通过调节补光灯4的输出功率实现对补光灯4的亮度 调节。 0053 本实施例提出的变电站巡检机器人。

26、自动补光方法能够实现巡检机器人拍摄过程 中的自动补光及亮度调节， 为巡检机器人的巡检作业提供一个亮度稳定的拍摄环境。 0054 相同或相似的标号对应相同或相似的部件； 0055 附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明， 不能理解为对本专利的限制； 0056 显然， 本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例， 而并非是对 说明书 4/5 页 7 CN 111590639 A 7 本发明的实施方式的限定。 对于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 凡在本 发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明权利要求 的保护范围之内。 说明书 5/5 页 8 CN 111590639 A 8 图1 图2 说明书附图 1/1 页 9 CN 111590639 A 9 。