[发明专利]三表自动化智能归零机器人及其归零方法

权利要求书

1.三表自动化智能归零机器人，其特征在于：包括箱体(1)，所述箱体(1)内设有支架(2)和夹具(3)，所述箱体(1)内还设有以下模块：

主控模块(4)：主控模块(4)包括CAN通信口、SWD接口、ADC稳压模块、复位电路、蓝牙模块、3V3稳压模块和STM32F407芯片；

视觉采集模块(5)：视觉采集模块(5)由摄像头和树莓派组成，高清摄像头独立地连接在树莓派上；

显示模块(6)：显示模块(6)为通过一块分辨率为800*480的LCD液晶显示屏，显示当前机器人的工作数据以及运行状态；

输入模块(7)：输入模块(7)即工作模式为手动操作时，将设置的电机转速、转动圈数，字轮数等数据存入显示模块(6)；

通信模块(8)：通信模块(8)是显示模块(6)与主控模块(4)通过有线连接的方式进行通信，手动操作时，主控模块(4)将显示模块(6)传递的工作数据通过程序进行处理，实现水表智能归零；

电源模块(9)：电源模块(9)包括电源调控模块、充电保护模块、过电保护模块、UPS模块和继电器模块；

驱动模块：驱动模块是由主控模块(4)发送的PWM，实现对电机速度控制的目的。

2.根据权利要求1所述的三表自动化智能归零机器人，其特征在于：所述视觉采集模块(5)、输入模块(7)、显示模块(6)和通信模块(8)集成为一个集成模块。

3.根据权利要求1所述的三表自动化智能归零机器人，其特征在于：所述摄像头将图像采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，送到数字信号处理芯片中处理，以Linux系统为基础利用OpenCV图像处理函数库，编写数字识别代码，对图像进行处理分析，进而实现对水表数字的识别，并将识别结果反馈给主控模块(4)处理。

4.根据权利要求1所述的三表自动化智能归零机器人，其特征在于：所述电源调控模块及充放电保护模块能实现外置电源与内部电源的智能切换，以及各个模块的电压电流的能量输出，在正常情况下，使用外部供电，当外部电量不足且工作需求较大时，导致外部供电不足，不能正常使用时，则使用锂电池供电，确保设备在任何情况下都可以正常的工作，通过两种保护模块对电池起到一定的保护作用。

5.根据权利要求1所述的三表自动化智能归零机器人，其特征在于：所述UPS模块将蓄电池与主机相连接，实现了电源不间断供电，在一定的程度上对电路也起到保护作用。

6.根据权利要求1所述的三表自动化智能归零机器人，其特征在于：所述继电器模块是用小电流去控制大电流运作的一种自动开关，在电路中起着自动调节、安全保护和转换电路的作用，当电池芯的电压超过设定值时，自动切断继电器，等电芯电压回归到允许的电压时，重新恢复继电器的导通；当电池芯的电压降低得超过设定值时，自动切断继电器等电芯电压回归到允许的电压时，重新恢复继电器的导通。

7.三表自动化智能归零机器人归零方法，其特征在于：所述机器人归零具体工作流程包括以下步骤：

S101：放置水表，执行S102；

S102：启动机器人，执行S103；

S103：各系统参数初始化，并接收设置水表的归零值，执行S104；

S104：判断电机转速、摄像头、电量是否出现故障，出现故障执行S105，否则执行S106；

S105：通过液晶显示屏显示电机出现故障、摄像头出现故障、电量不足，执行S401；

S106：进入操作界面，人工操作，执行S107；自动操作，执行S201；

S107：选择字轮、设置电机转速、转动圈数，执行S108；

S108：按下执行按钮，执行S109；

S109：水表转到指定位置，执行S401；

S201：摄像头模块对水表读数进行图像采集，执行S202；

S202：将采集的图像进行图像预处理，执行S203；

S203：将图像预处理得到的图像进行区域定位，执行S204；

S204：将区域定位之后的图像进行倾斜矫正，执行S205；

S205：将倾斜校正后的图像进行字符分割，执行S206；

S206：将字符分割后的图像进行字符归一化，执行S207；

S207：对数字字符进行特征提取，执行S208；

S208：对水表读数图像进行识别，执行S301

S301：将识别的水表数字读数发送给主控，执行S302；

S302：主控判断水表读数是否为零，判断结果为零，即水表已成功归零，执行S401，判断结果不为零，执行S303

S303：主控通过PID算法和程序算法对接收到的数据进行处理，得出电机应转的旋转速度和脉冲数，执行S304；

S304：利用电机驱动实现对电机的转动控制，执行S305；

S305：电机转动完成后，执行S201；

S401：操作结束。