一種驗電掛地線機器人視覺定位方法技術

本申請公開了一種驗電掛地線機器人視覺定位方法：獲取目標圖像對；標定相機，確定相機的位置；預處理目標圖像對，得到預處理目標圖像對；提取預處理目標圖像對中的目標特征；根據相機的位置，對目標特征立體匹配，得到視差圖像；根據視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息；根據深度圖像和信息，對需要施工的位置定位。機器人根據定位信息完成線路驗電和接地線的操作。利用本申請實施例的方法對三維場景重建、測量和識別，運用機器人替代作業人員，實現高壓配電線路電力施工過程中進行驗電和裝設接地線的操作，使作業人員人身安全和設備的穩定運行得到保障。

A testing ground robot vision positioning method 6251329cable

The invention discloses a cable wire inspection robot vision positioning method for target image acquisition; camera calibration, to determine the position of the camera; the target image preprocessing, target image preprocessing of target image preprocessing; extraction of target characteristics in; according to the position of the camera, stereo matching of target feature, get the parallax according to the parallax image; image, determine the depth image, recover the 3D scene information; according to the depth images and information on location to construction. The robot completes the line checking and grounding operation according to the location information. By using the method of the embodiment of the invention of the 3D scene reconstruction, measurement and recognition, using robots instead of workers, to achieve high voltage distribution line in the process of electricity power construction and installation ground operation, the stable operation of personnel safety and equipment protection.

【技術實現步驟摘要】
一種驗電掛地線機器人視覺定位方法
本申請涉及電力施工
，特別涉及一種驗電掛地線機器人視覺定位方法。
技術介紹
近年來，隨著我國經濟的飛速發展，同時也增大了對于電力的需求。配電網負擔著合理分配電能的重任，隨著用電需求驟增，高壓配電線路在我國電網發展中越來越多地被使用，已經成為我國經濟發展的重要支柱。隨著高壓配電線路使用的增多，其電力施工、檢修和維護的作業也逐漸增多，而電力施工、檢修和維護的過程都是由作業人員人工完成的，在操作過程就必須對作業人員采取安全措施，保證作業人員的人身安全及設備的穩定運行。停電、驗電和裝設接地線是電力施工、檢修和維護中保證電力作業人員的安全技術措施。然而，目前高壓配電線路電力施工過程中驗電和裝設接地線的措施均由作業人員完成，同時現場作業中多存在配網T接和交叉跨越等情況，有些作業現場需要作業人員登上作業車來完成驗電及裝設接地線的作業，這樣不僅作業效率，而且容易出現錯誤操作的情況，從而造成重大安全隱患，作業人員人身安全和設備的穩定運行無法保障。
技術實現思路
本申請的目的在于提供一種驗電掛地線機器人視覺定位方法，使用機器人進行驗電和接地線的操作，以解決作業人員人身安全和設備的穩定運行無法保障的問題。根據本申請的實施例，提供一種驗電掛地線機器人視覺定位方法，包括：獲取目標圖像對，所述目標圖像對包括同一目標在同一時刻的第一圖像和第二圖像；標定相機，確定所述相機的位置；預處理所述目標圖像對，得到預處理目標圖像對，所述預處理包括：增強所述目標圖像對的對比度、去除所述目標圖像對的隨機噪聲和對所述目標圖像對偽色彩處理；提取所述預處理目標圖像對中的目標特征；根據所述相機的位置，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像；根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息；根據所述深度圖像和所述信息，對需要施工的位置定位?？蛇x的，采用張氏標定法標定相機，確定所述相機的位置?？蛇x的，所述標定相機，確定所述相機的位置的方法包括：通過所述張氏標定法，利用所述三維場景中的物體點和所述物體點在所述目標圖像對平面上的對應點，確定單應性矩陣；利用所述單應性矩陣求得所述相機內部參數；利用所述單應性矩陣和所述相機內部參數求得所述相機外部參數；根據所述相機內部參數和所述相機外部參數，確定所述相機的位置。可選的，所述標定相機，確定所述相機的位置的方法中，在所述標定相機之后，還包括：優化所述相機內部參數和所述相機外部參數，得到精確的參數值；根據所述精確的參數值，確定所述相機的位置?？蛇x的，所述提取所述預處理目標圖像對中的目標特征的方法中，所述目標特征包括：點狀特征、線狀特征或者區域特征。可選的，所述根據相機的位置，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像的方法包括：在所述第一圖像中選取第一目標特征；在所述第二圖像中選取與所述第一圖像中的所述第一目標特征相對應的第二目標特征；確定所述第一目標特征與所述第二目標特征之間的相對位置，得到視差圖像?？蛇x的，所述根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息的方法中，所述信息是所述目標圖像對中的所述目標特征在所述三維場景中的坐標信息。由以上技術方案可知，本申請實施例提供一種驗電掛地線機器人視覺定位方法，獲取目標圖像對；標定相機，確定所述相機的位置；預處理所述目標圖像對，得到預處理目標圖像對；提取所述預處理目標圖像對中的目標特征；根據所述相機的位置，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像；根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息；根據所述深度圖像和所述信息，對需要施工的位置定位。機器人根據定位信息完成線路驗電和接地線的操作。利用本申請實施例的方法對三維場景重建、測量和識別，運用機器人替代作業人員，實現高壓配電線路電力施工過程中進行驗電和裝設接地線的操作，使作業人員人身安全和設備的穩定運行得到保障。附圖說明為了更清楚地說明本申請的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為根據本申請實施例示出的一種驗電掛地線機器人視覺定位方法的流程圖；圖2為根據本申請實施例示出的確定相機的位置的方法流程圖；圖3為根據本申請實施例示出的得到視差圖像的方法流程圖。具體實施方式如圖1所示，為本申請實施例提供的一種驗電掛地線機器人視覺定位方法的流程圖，所述方法包括如下步驟：S101，獲取目標圖像對，所述目標圖像對包括同一目標在同一時刻的第一圖像和第二圖像。本申請實施例中使用的相機是一種適用于智能交通、治安卡口、工業檢測等眾多領域的高分辨率彩色數字攝像機。它具有傳輸速度快、色彩還原性好、成像清晰等特點，不但方便拍攝顯微圖像，而且能測量被拍攝物體的長度、角度、面積等一系列參數?？蛇x的，所述目標圖像對是通過兩臺相機在同一個三維場景中同時獲取的同一個目標的兩幅圖像。在單個相機成像的過程中，三維場景中的點投影到相機圖像的過程是唯一的，然而，因為成像過程中深度信息的丟失，當圖像的像素點坐標還原成三維坐標時，不能推算出唯一的三維解，因此，一般無法從單個相機圖像還原真實的三維場景。如果使用像個相機同時拍攝同一個三維場景的圖像，則可以通過三角測量原理來唯一計算像素點的三維坐標，從而實現圖像到真實世界的三維重建。S102，標定相機，確定所述相機的位置。對所述圖像進行標定，是為了確定在拍攝每一幅圖像時，每一個相機對于三維場景的方位和參數。S103，預處理所述目標圖像對，得到預處理目標圖像對，所述預處理包括：增強所述目標圖像對的對比度、去除所述目標圖像對的隨機噪聲和對所述目標圖像對偽色彩處理。對所述圖像進行預處理，得到更加符合要求的圖像，從而使最后獲得的深度圖像更加準確，重建的三維信息更加精準，使機器人在進行操作時，視覺定位更加準確，減少安全隱患，保障電力設備的穩定運行。S104，提取所述預處理目標圖像對中的目標特征。S105，根據所述相機的位置，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像。S106，根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息。S107，根據所述深度圖像和所述信息，對需要施工的位置定位。根據機器人的機械手臂對線路驗電和接地線的任務需求，在操作臂的末端安裝相機，根據相機拍攝的圖像信息和對機器人的視覺控制，實現機器人手臂攜帶工具完成線路驗電和接地線的作業。由以上技術方案可知，本申請實施例提供一種驗電掛地線機器人視覺定位方法，獲取目標圖像對；標定相機，確定所述相機的位置；預處理所述目標圖像對，得到預處理目標圖像對；提取所述預處理目標圖像對中的目標特征；根據所述相機的位置，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像；根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息；根據所述深度圖像和所述信息，對需要施工的位置定位。機器人根據定位信息完成線路驗電和接地線的操作。利用本申請實施例的方法對三維場景重建、測量和識別，運用機器人替代作業人員，實現高壓配電線路電力施工過程中進行驗電和裝設接地線的操作，使作業人員人身安全和設備的穩定運行得到保障。采用張氏標定法標定相機，確定所述相機的位置。張氏標定法又稱張正友標定法，是張正友教授在1998年提出的但平面棋盤格的攝像機標定方法?？蛇x的，如圖2所示，所述對標定本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種驗電掛地線機器人視覺定位方法，其特征在于，所述方法包括：獲取目標圖像對，所述目標圖像對包括同一目標在同一時刻的第一圖像和第二圖像；標定相機，確定所述相機的位置；預處理所述目標圖像對，得到預處理目標圖像對，所述預處理包括：增強所述目標圖像對的對比度、去除所述目標圖像對的隨機噪聲和對所述目標圖像對偽色彩處理；提取所述預處理目標圖像對中的目標特征；根據所述相機的位置，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像；根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息；根據所述深度圖像和所述信息，對需要施工的位置定位。

【技術特征摘要】
1.一種驗電掛地線機器人視覺定位方法，其特征在于，所述方法包括：獲取目標圖像對，所述目標圖像對包括同一目標在同一時刻的第一圖像和第二圖像；標定相機，確定所述相機的位置；預處理所述目標圖像對，得到預處理目標圖像對，所述預處理包括：增強所述目標圖像對的對比度、去除所述目標圖像對的隨機噪聲和對所述目標圖像對偽色彩處理；提取所述預處理目標圖像對中的目標特征；根據所述相機的位置，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像；根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息；根據所述深度圖像和所述信息，對需要施工的位置定位。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，采用張氏標定法標定相機，確定所述相機的位置。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述標定相機，確定所述相機的位置的方法包括：通過所述張氏標定法，利用三維場景中的物體點和所述物體點在所述目標圖像對平面上的對應點，確定單應性矩陣；利用所述單應性矩陣求得所述相機內部參數；利用所述單應性矩陣和所述相機內部參數求得所述相機外部參...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于虹，翟永賽，王龍飛，
申請(專利權)人：云南電網有限責任公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：云南,53