CN113305840A - 一种基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统 - Google Patents
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Abstract
本申请属于机器人视觉领域，公开了一种基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，包括摄像头、树莓派、K60单片机、计算机以及机器人，所述摄像头通过USB连接树莓派，所述树莓派与计算机通过Socket进行数据通信互联，所述计算机连接K60单片机，所述K60单片机连接机器人。本发明系统通过摄像头采集现场周围数据，发送至计算机进行图像处理与辨识，再发送至K60单片机操控机器人，其具有图像辨识功能，可以极大程度的提高自动化率，降低人力的消耗，符合现代化电力发展趋势；且整体系统轻便灵巧、相对传统方法速度更具有快速性。
Description
技术领域
本申请属于机器人视觉领域，具体涉及一种基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统。
背景技术
传统智能电力检修机器人大多采用人工辨别操控或者多传感器识别果实的方法进行配电柜内部线路的辨识，效率较为低下，并且需要大量人力完成工作，很大程度上无法保证操作人员的安全。
人工智能的图像识别技术是时下最为广泛应用的技术，该技术具有灵活性高，准确性高，自动化程度高的特点。同时，可与计算机进行通讯互联，在计算机上进行工作情况的查看，人机交互的体验良好，人们可以更直观的观察到机器人在工作。本申请在传统智能电力检修机器人的线路识别方法上进行突破，引进了人工智能的方法，对果实进行模式识别完成采摘。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本申请的目的在于提供一种基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统。
为实现以上目的，本申请提供的一种基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，采用如下技术方案：
一种基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，包括摄像头、树莓派、K60单片机、计算机以及机器人，所述摄像头通过USB连接树莓派，所述树莓派与计算机通过Socket进行数据通信互联，所述计算机连接K60单片机，所述K60单片机连接机器人。
进一步地，所述计算机装有Windows系统。
进一步地，所述计算机通过WIFI通信连接K60单片机。
进一步地，所述K60单片机连接机器人机械部分，通过输出PWM波控制机器人机械部分。
优选的，所述摄像头是360度D70智能摄像头内核，该摄像头支持1080P高清分辨率，镜头视角对角视角118度，旋转角度水平360度，垂直260度，可以保证监控区域的无死角监控；其次，该摄像头支持红外线以及USB接口输入，便于本项目系统中各个模块的集成。
优选的，所述K60单片机为飞思卡尔的芯片K60单片机，该芯片含有硬件FPU单元以及DSP指令，内核基于ARM Cortex-M4内核提供1.25DMIPS/MHz的DSP指令(浮点单元在kinetis系列可用)。飞思卡尔的芯片K60单片机对于成本敏感的应用进行了优化，可提供低引脚的选择，且具有极低功耗的工作状态，使得K60单片机尤其适用于需要浮点运算或DSP处理的应用，适合仿生四足控制算法的处理，K60单片机快速运算能力可以满足四组机器人摄像图像处理的复杂运算。Kinetis EA系列MCU产品共用类似的外设且引脚兼容，丰富的存储器尺寸大小的划分，为开发者从冗余过多的设计过度到kinetis紧凑的设计提供了方便。Kinetis EA系列MCU的兼容性和扩展性，可使开发者标准化地开发其产品，最大化地重用硬件和软件，从而缩短开发周期。
与现有技术相比，本申请基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，通过摄像头采集现场周围数据，发送至计算机进行图像处理与辨识，再发送至K60单片机操控机器人，其具有图像辨识功能，可以极大程度的提高自动化率，降低人力的消耗，符合现代化电力发展趋势；且整体系统轻便灵巧、相对传统方法速度更具有快速性；可以运用于电力检修等自动化领域，能够自动识别野外配电柜并完成对配电柜自动检修的功能，特别是在野外环境较为危险的情况下，可以完成无人操作修理配电柜的构想。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统的结构框图；
图2为树莓派配有的自主供电模块示意图；
图3为Socket通讯示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本申请，但不以任何形式限制本申请。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本申请的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，包括摄像头、树莓派、K60单片机、装有Windows系统的计算机以及机器人机械部分，所述摄像头通过USB连接树莓派，所述树莓派与计算机(上位机)通过Socket进行数据通信互联，所述计算机通过WIFI通信连接K60单片机，所述K60单片机(下位机)连接机器人机械部分，通过输出PWM波控制机器人机械部分。
所述树莓派(Raspberry PI)是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，具备个人计算机主机的基本功能和接口。树莓派体积小、适用于各种小型智能设备，具有完整的计算机处理功能，支持大规模数据计算、图形图像处理等应用。树莓派自身带有GPIO接口、USB接口，可以直接使用编写好的具有特定功能的程序通过GPIO接口控制相应的硬件设备，也可以通过USB连接各种外设硬件设备。WIFI发送计算机，采集信息进行集中处理与计算，随后通过WIFI发送计算机与K60单片机相互连接,进行对采集数据的发送。本系统使用的WIFI模块符合IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n网络标准。树莓派配有自主供电模块，可实现自由移动便于携带，使整个模块更加灵活、轻便。其自主供电模块示意图如图2所示，7.2V的电源电压正极连接电感L6，电感L6连接编码器电源，编码器电源输出端并联连接电容C2和C3。
所述树莓派与计算机预搭载和采用的语言是Python编程语言，Python是一种面向对象的开源跨平台程序设计语言，它包含了一组比较完善并容易理解的标准库，能够把其他语言制作的各种模块(尤其是C/C++)很轻松地联结在一起，语法简洁清晰，能够实现内存的自动管理，并常被用于网络编程。
所述摄像头是360度D70智能摄像头内核，该摄像头支持1080P高清分辨率，镜头视角对角视角118度，旋转角度水平360度，垂直260度，可以保证监控区域的无死角监控；其次，该摄像头支持红外线以及USB接口输入，便于本项目系统中各个模块的集成。
所述K60单片机为飞思卡尔的芯片K60单片机，该芯片含有硬件FPU单元以及DSP指令，内核基于ARM Cortex-M4内核提供1.25DMIPS/MHz的DSP指令(浮点单元在kinetis系列可用)。飞思卡尔的芯片K60单片机对于成本敏感的应用进行了优化，可提供低引脚的选择，且具有极低功耗的工作状态，使得K60单片机尤其适用于需要浮点运算或DSP处理的应用，适合仿生四足控制算法的处理，K60单片机快速运算能力可以满足四组机器人摄像图像处理的复杂运算。Kinetis EA系列MCU产品共用类似的外设且引脚兼容，丰富的存储器尺寸大小的划分，为开发者从冗余过多的设计过度到kinetis紧凑的设计提供了方便。Kinetis EA系列MCU的兼容性和扩展性，可使开发者标准化地开发其产品，最大化地重用硬件和软件，从而缩短开发周期。
基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，操作过程如下：
(1)通过摄像头采集周围环境数据，通过数据线传输到树莓派中，进行数据预处理。对数据进行二值化，将图像上的点的灰度值为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果。即将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阈值选取而获得仍然可以反映图像整体和局部特征的二值化图像。
Gary(i,j)＝(r(i,j)+g(i,j)+b(i,j))/3
(2)将二值化后的数据通过WIFI模块进行Socket数据通讯互联，打包发送给计算机。通过对Windows操作系统进行应用软件编写，并根据应用程序得到的数据，对图像信息进行评估和预测。数据在计算机进行解包，并使用OpenCV平台进行图像处理，准确的识别出各个线路的不同。OpenCV是一个基于BSD许可(开源)发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows、Android和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列C函数和少量C++类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法，在该平台上可以进行各种自研发的图像处理算法仿真。Socket通讯示意图参见图3，TCP服务端先创建Socket，然后为Socket绑定ip和端口号(bind)，监听设置端口(listen)等待客户端的请求，调用accept阻塞，直到有客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(Connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。
(3)将数据建立空间模型，通过无线模块发送给K60单片机。在空间中建立坐标系完成果实抓取工作。
以上对本申请的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本申请并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本申请的实质内容。
Claims (6)
1.一种基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，其特征在于，包括摄像头、树莓派、K60单片机、计算机以及机器人，所述摄像头通过USB连接树莓派，所述树莓派与计算机通过Socket进行数据通信互联，所述计算机连接K60单片机，所述K60单片机连接机器人。
2.根据权利要求1所述基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，其特征在于，所述计算机装有Windows系统。
3.根据权利要求1所述基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，其特征在于，所述计算机通过WIFI通信连接K60单片机。
4.根据权利要求1所述基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，其特征在于，所述K60单片机连接机器人机械部分，通过输出PWM波控制机器人机械部分。
5.根据权利要求1所述基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，其特征在于，所述摄像头是360度D70智能摄像头内核。
6.根据权利要求1所述基于树莓派的智能电力检修机器人视觉识别系统，其特征在于，所述K60单片机为飞思卡尔的芯片K60单片机。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114530021A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-05-24 | 碧彩(上海)衡器技术有限公司 | 一种智慧零售设备 |
| CN118781472A (zh) * | 2024-06-24 | 2024-10-15 | 长江岩土工程有限公司 | 用于灌浆工程压力表盘的视觉识别装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106393129A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-15 | 南京信息工程大学 | 一种基于树莓派的救灾机器人 |
| CN207457833U (zh) * | 2017-11-20 | 2018-06-05 | 佛山科学技术学院 | 一种机器人的避障控制系统 |
| CN109412071A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-01 | 国网甘肃省电力公司建设分公司 | 一种电力检修机器人 |
| KR20190069858A (ko) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 왕한호 | 라즈베리파이 기반의 무인감시로봇 |
| CN110053048A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-26 | 青岛科技大学 | 远程控制方法 |
| CN110996054A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 国网山东省电力公司淄博供电公司 | 智能输电线路巡线机器人巡检系统及巡检方法 |
| CN112183411A (zh) * | 2020-10-05 | 2021-01-05 | 浙江港创智能机器人有限公司 | 一种面向高压输电线路巡检的单目slam系统 |
| AU2021101304A4 (en) * | 2021-03-12 | 2021-05-06 | ,, Anitha.K | A robotic system to check battery quality in manufacturing industries using artificial intelligence |
-
2021
- 2021-05-26 CN CN202110579207.9A patent/CN113305840A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106393129A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-15 | 南京信息工程大学 | 一种基于树莓派的救灾机器人 |
| CN207457833U (zh) * | 2017-11-20 | 2018-06-05 | 佛山科学技术学院 | 一种机器人的避障控制系统 |
| KR20190069858A (ko) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 왕한호 | 라즈베리파이 기반의 무인감시로봇 |
| CN109412071A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-01 | 国网甘肃省电力公司建设分公司 | 一种电力检修机器人 |
| CN110053048A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-26 | 青岛科技大学 | 远程控制方法 |
| CN110996054A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 国网山东省电力公司淄博供电公司 | 智能输电线路巡线机器人巡检系统及巡检方法 |
| CN112183411A (zh) * | 2020-10-05 | 2021-01-05 | 浙江港创智能机器人有限公司 | 一种面向高压输电线路巡检的单目slam系统 |
| AU2021101304A4 (en) * | 2021-03-12 | 2021-05-06 | ,, Anitha.K | A robotic system to check battery quality in manufacturing industries using artificial intelligence |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114530021A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-05-24 | 碧彩(上海)衡器技术有限公司 | 一种智慧零售设备 |
| CN118781472A (zh) * | 2024-06-24 | 2024-10-15 | 长江岩土工程有限公司 | 用于灌浆工程压力表盘的视觉识别装置 |
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