[发明专利]一种巡检机器人的图像采集方法

权利要求书

1.一种巡检机器人的图像采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)巡检机器人进行巡查作业，机器人上的云台扫查周围环境；并判断相机视野中是否包含目标图像，所述目标图像主要包含电位开关、表计、油位； 若相机视野中包含目标图像，在巡检机器人进行巡查作业的同时，提取目标图像在相机视野中的位置信息，具体包括框选目标图像的长方形边框四个顶点的坐标以及目标图像中心坐标，实时计算目标图像中心坐标与相机视野中心坐标偏移量；若相机视野中未包含目标图像，继续进行巡查作业；

(2)以巡检机器人几何中心为原点，巡检机器人的前进方向为X轴正方向，竖直向上为Z轴正方向，建立世界坐标系； 获取巡检机器人的运动信息，包括世界坐标系下的巡检机器人水平X轴方向的运动速度与绕Z轴的旋转速度，计算相机相对于机器人在世界坐标系下的位置位姿坐标，确定目标图像相对于相机视野中心的平移与旋转方式，最终进而确定目标图像相对于相机视野中心的相对运动；

判断相机视野中是否包含目标图像具体为：利用YOLOV3算法判断相机视野中是否包含目标图像，若包含则输出目标图像在相机视野中的位置信息与标签信息；标签信息表示目标图像类别，即电位开关、表计或油位； YOLOV3算法经过变电站目标图像数据集训练，实现对变电站特殊环境下目标的有效识别；

(3)在巡检机器人进行巡查作业的同时，根据实时计算的目标图像中心坐标与相机视野中心坐标的偏移量与确定的目标图像相对于相机视野中心的相对运动，巡检机器人实时向云台电机发送控制指令，调整云台相机的角度直至目标图像中心坐标与相机视野中心坐标重合，进行目标图像采集；具体为：

(3.1)根据目标图像中心坐标与相机视野中心坐标的偏移量与目标图像相对于相机视野中心的相对运动，确定云台需要的旋转角度和旋转角速度；

(3.2)巡检机器人向云台电机发送控制指令，根据云台需要的旋转角度和旋转角速度，调整云台相机的角度直至目标图像中心坐标与相机视野中心坐标重合；

(3.3)目标图像中心坐标与相机视野中心坐标重合后，调整云台相机镜头放大倍率与聚焦，进而使得目标图像在相机视野中所占比例满足阈值T，T范围为1/2～3/4，之后再进行目标图像采集；

(4)根据采集的目标图像，使用MSCN方法提取目标图像中的NSS特征，然后进行图像质量评价，选择图像质量评分最低的图像进行保存，之后巡检机器人继续进行巡查作业；采集图像的质量评价具体为：采集得到的目标图像，使用MSCN方法提取目标图像的NSS(Extract Natural Scene Statistics)特征，表征出特征的向量，输入训练好的SVM进行预测得分；评价分数越低，代表图像质量越好。