[发明专利]一种变电站巡检机器人行驶区域计算方法

权利要求书

1.一种变电站巡检机器人行驶区域计算方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤(1)：图像采集：实时采集变电站巡检机器人在行驶过程中的道路图像；

步骤(2)：图像处理：对步骤(1)的道路图像进行ROI区域选取，然后对选取的ROI区域进行灰度化处理、滤波去噪和边缘提取，得到道路图像的边缘信息，通过直线检测得到道路区域边界；

步骤(3)：偏移量计算：计算道路ROI图像中心点到道路区域左/右边界线的距离，然后通过偏移公式计算得到机器人距离道路区域左/右边界的距离，即为机器人偏移距离；

步骤(4)：运动控制：将机器人偏移距离和事先设定的距离对比，根据两个数值的大小关系对机器人行走的方向进行调整，以保障机器人按照事先设定的距离行驶；

所述步骤(2)的边缘提取：

对去噪后的道路图像g(x,y)进行二值化，然后使用Canny算子进行边缘提取，得到道路图像的边缘信息；

所述步骤(2)的直线检测：

道路图像边缘信息经过Hough直线检测即可得到道路区域边界的直线方程，边界的直线方程用以下形式表示：

y＝kx+b；

其中k为直线的斜率，b为截距，x和y为直线方程上点的坐标；

所述步骤(3)计算道路ROI图像中心点(x_center,y_center)到道路区域左/右边界线的距离的步骤为：

步骤(3-1)：计算ROI图像中心点到道路右边界线的距离：

步骤(3-2)：计算ROI图像中心点到道路左边界线的距离：

其中，

d_右为ROI_Gray图像最下端的中心点到右边界线的距离；

d_左为ROI_Gray图像最下端的中心点到左边界线的距离；

k_右为道路右边界线直线方程的斜率；

k_左为道路左边界线直线方程的斜率；

b_右为道路右边界线直线方程的截距；

b_左为道路左边界线直线方程的截距；

所述步骤(3)通过偏移公式计算得到机器人距离道路区域左/右边界的距离的步骤为：

步骤(3-3)：计算机器人到道路右边界线的距离：

同理计算机器人到道路左边界线的距离为：

w为道路的宽度；

根据计算出的D_左、D_右可控制车辆的行走路线；

使用数字图像处理算法识别道路区域边界，计算机器人距道路区域边界的位置，进而控制变电站巡检机器人的行驶路线，机器人偏移距离对机器人的行驶情况进行实时调整，以保证机器人按照事先规定的路线行驶，满足变电站巡检机器人的视觉导航，增强变电站巡检机器人的自动化和智能化，实现变电站无人值守。

2.如权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行驶区域计算方法，其特征是，

所述步骤(2)的ROI区域选取：

截取机器人拍摄的道路图像下方三分之一的部分作为道路图像的ROI区域。

3.如权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行驶区域计算方法，其特征是，

所述步骤(2)的灰度化处理：

对截取的ROI区域进行图像灰度化处理得到ROI_Gray，处理方式用公式(1)；

ROI_Gray＝0.299*ROI_R+0.587*ROI_G+0.144*ROI_B (1)

其中，ROI_R、ROI_G、ROI_B分别是彩色图像的红、绿、蓝分量。

4.如权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行驶区域计算方法，其特征是，

所述步骤(2)的滤波去噪：

针对得到的道路ROI_Gray图像使用中值滤波进行去噪，得到去噪后的道路图像。

5.如权利要求4所述的一种变电站巡检机器人行驶区域计算方法，其特征是，

所述中值滤波是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点；

即：g(x,y)＝median{f(x-r,y-h),(r,h∈W)}，

其中，f(x,y)，g(x,y)分别为原始图像和处理后图像，W为二维模板，r、h表示在二维模板W中取值，f(x-r,y-h)表示图像横坐标为x-r纵坐标为y-h处的像素值。