[发明专利]用于综合管廊吊轨机器人巡检视频数字防抖的方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于综合管廊吊轨机器人巡检视频数字防抖的方法，针对管廊巡检轨道的特点，在正式巡检之前，采集管廊设施的完整图像，获取因抖动造成的帧间和帧内的运动角度、方向与位置信息结合并组成的防抖预测表，针对预测表进行对巡检图像的防抖矫正，同时具备发现并处理突发抖动的能力，能够准确的判断发生抖动位置及抖动轨迹；同时根据每次的抖动数据实时更新预测数据，本方法根据轨道情况不断更新存储数据，适应轨道发生的变化。实现了实时且可靠的识别故障的技术效果。

技术领域

本发明涉及隧道智能巡检技术领域，具体涉及一种用于综合管廊吊轨机器人巡检视频数字防抖的方法和系统。

背景技术

目前城市建设均会规划地下管廊设计，管廊中有大量的电缆光缆等设施，采用机器人巡检势在必行。吊轨机器人通过所搭载的可见光、红外摄像头，以及各种气体、湿度、温度传感器，可及时识别管廊内发生的相应故障。隧道内轨道很长，因此不可避免的会有接缝、杂物等引起机器人在运行过程中生抖动的因素，机器人的巡检效果与拍摄图片质量息息相关。通常的数字防抖采用帧间运动估计加补偿的方式实现防抖，这需要比较大的运算量，一般要用GPU或专门的DSP实现。需引入防抖算法与机制。而不间断防抖处理会消耗运算时间，影响实时性，也不能使故障识别的效果有明显提高，因此针对管廊吊轨机器人需要采用新的防抖措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于综合管廊吊轨机器人巡检视频数字防抖的方法，针对管廊巡检轨道的特点，在正式巡检之前，采集管廊设施的完整图像，获取因抖动造成的帧间和帧内的运动角度、方向与位置信息结合并组成的防抖预测表，针对预测表进行对巡检图像的防抖矫正，同时具备发现并处理突发抖动的能力，能有效解决上述现有技术的不足。

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种用于综合管廊吊轨机器人巡检视频数字防抖的方法，包括：S101：实时获取隧道内轨道运动数据与位置信息。S102：分别对运动数据和位置信息进行梯度计算，获得抖动位置和抖动轨迹，储存所述抖动位置和抖动轨迹，得到与抖动位置对应的抖动偏移像素数据。S103：根据抖动偏移像素数据，计算每个轨道接缝处抖动状态，分类存储所述抖动状态的抖动数据。S104：根据机器人定位信息，在到达轨道接缝抖动处附近按照存储的抖动状态采用不同防抖模式。

根据本发明的一个实施例，所述抖动状态包括：轻微抖动、少帧抖动与多帧抖动。

根据本发明的一个实施例，所述S104中根据机器人定位信息，在到达轨道接缝抖动处附近按照存储的抖动状态采用不同防抖模式，包括：

轻微抖动处不进行防抖处理，对少帧抖动处采用建模仿射变换处理并实时根据此处的新抖动数据更新历史抖动数据，对多帧抖动进行跳跃插帧处理。

根据本发明的一个实施例，所述S104中根据机器人定位信息，在到达轨道接缝抖动处附近按照存储的抖动状态采用不同防抖模式，还包括：

不存在历史抖动数据的区域，使用角速度传感器对突发抖动进行捕捉、存储、并建模防抖。

根据本发明的一个实施例，所述S101中获取隧道内轨道运动数据与位置信息，包括：

用3轴角速度传感器采集首次巡检时的角速度数据，用来辅助定位模块记录发生抖动位置，摄像头获取此时的视频。

根据本发明的一个实施例，所述S102中分别对运动数据和位置信息进行梯度计算，获得抖动位置和抖动轨迹，储存所述抖动位置和抖动轨迹，包括：用数字信号处理DSP帧间运动计算模块计算抖动轨迹梯度值，超过设定梯度阈值的点判定为抖动并与其位置一并存储。

本发明第二方面公开了一种用于综合管廊吊轨机器人巡检视频数字防抖的系统，包括：辅助定位模块，用于实时获取隧道内轨道位置信息。角速度采集模块，用于采集首次巡检时的角速度数据。