一种基于摄像头的巡回检测方法及系统

技术领域

本发明涉及巡检装置技术领域，具体为一种基于摄像头的巡回检测方法及系统。

背景技术

近年来，我国在机器人巡检领域取得了长足的进展，采用机器人巡检代替人工巡检成为巡检智能化发展的必然趋势，巡检机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以机器视觉—电磁场—GPS——GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台；具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能，但是现有的机器人巡检系统数据缺乏深度发掘与分析，无法对场景3D建模，无法实现机器人巡检信息立体化、全程可视化。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于摄像头的巡回检测方法及系统。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明的一种基于摄像头的巡回检测方法，包括以下步骤：

步骤一，智能巡检系统监控后台生成巡检任务模型后，通过无线通讯系统将巡检任务模型传送至智能巡检机器人；

步骤二，智能巡检机器人根据巡检任务模型中巡检点的位置，通过GPS定位装置与路径规划模块规划最优巡检顺序和巡检路径自动行驶到巡检点；

步骤三，智能巡检机器人通过可见光摄影仪对仓库内的场景实时数据采集，且实时数据采集分别对仓库内部的空间结构、货架结构、仓库内储存的商品以及仓库内的环境进行信息采集；

步骤四，智能巡检机器人对采集的信息进行预处理后，通过无线通讯系统传输至监控基站；

步骤五，智能巡检系统监控后台对所采集的数据通过关联规则和模糊聚类算法处理后，通过多边形拓扑重构、纹理映射、材质拆分、骨骼蒙皮动画制作技术将点云模型制作成仓库三维信息模型；

步骤六；巡检结束，智能巡检机器人返回至场站自主充电站自动充电。

进一步的，本发明改进有，所述步骤二中，智能巡检机器人在巡检过程中通过超声波传感器检测巡检机器人四周碍物情况。

进一步的，本发明改进有，所述步骤三中，所述仓库内的环境包括温度、湿度、气体含量、亮度以及声音。

进一步的，本发明改进有，所述智能巡检系统监控后台包括驱动控制系统，所述驱动控制系统通过无线通讯系统将驱动命令传送至智能巡检机器人。

进一步的，本发明改进有，所述仓库内储存的商品粘贴有记录商品信息的二维码，所述智能巡检机器人通过基于深度学习的SSD目标检测算法对标有商品信息的二维码进行识别。

进一步的，本发明改进有，所述智能巡检系统监控后台包括VR查看单元，所述VR查看单元用于支持3D视图旋转多角度查看仓库状况，支持3D视图分区域查看货架及商品信息。

进一步的，本发明改进有，所述VR查看单元包括：操作目录模块：用于全屏展示操作按键和帮助说明；总体鸟瞰视图模块：用于点击菜单栏中的VR巡检，呈现总体鸟瞰视图；房间方位介绍模块：用于介绍室内各房间的方位，点击后进入该方向区域进行巡视；

一种基于摄像头的巡回检系统，所述智能巡检机器人包括一体化云台、车架以及控制器，所述车架底部安装有驱动装置、所述车架的边侧安装有超声波传感器和激光传感器，所述控制器以及一体化云台均安装在车架顶部，所述控制器包括无线收发装置、导航模块以及驱动模块，所述一体化云台包括云台以及云台架，所述云台架底部安装有升降装置，所述升降装置通过旋转平台安装在车架顶部，所述升降装置包括升降电机以及升降杆，所述一体化云台安装在升降杆的顶部，所述升降杆与升降电机的输出端匹配，所述升降电机安装在旋转平台的顶部，所述旋转平台的底部安装有转动电机，所述转动电机的输出端通过转动轴与旋转平台连接，所述车架上设有环形槽，所述选旋转平台通过转动杆与环形槽转动连接，所述一体化云台包括可见光摄影仪、红外热像仪以及环境检测仪，所述可见光摄影仪用于仓库状态识别，所述红外热像仪用于红外测温，所述环境检测仪用于仓库温度、湿度、气体含量、亮度以及声音的检测，所述导航模块包括GPS定位装置、超声波传感器和激光传感器，所述超声波传感器用于防撞，所述激光传感器与GPS定位装置用于定位，所述驱动模块用于驱动装置各电机的驱动控制。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于摄像头的巡回检测方法及系统，具备以下有益效果：

本发明的智能巡检系统监控后台对所采集的数据通过关联规则和模糊聚类算法处理后，通过多边形拓扑重构、纹理映射、材质拆分、骨骼蒙皮动画制作技术将点云模型制作成仓库三维信息模型通过VR查看单元方便对仓库三维信息模型各部分区域性巡检查看，还原仓库现场的真实性，保证巡检查看的全面性，从而保证对仓库信息巡检的进准性。

附图说明

图1为本发明智能巡检机器人结构示意图；

图2为本发明三维信息模型构建流程图；

图3为本发明智能巡检机器人避障流程图；

图中：1、车架；2、控制器；3、转动电机；4、升降电机；5、转动轴；6、旋转平台；7、转动杆；8、升降杆；9、环境检测仪；10、云台；11、可见光摄影仪；12、红外热像仪；13、超声波传感器；14、激光传感器；15、云台架；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明的一种基于摄像头的巡回检测方法，包括以下步骤：

步骤一，智能巡检系统监控后台生成巡检任务模型后，通过无线通讯系统将巡检任务模型传送至智能巡检机器人；

步骤二，智能巡检机器人根据巡检任务模型中巡检点的位置，通过GPS定位装置与路径规划模块规划最优巡检顺序和巡检路径自动行驶到巡检点；

步骤三，智能巡检机器人通过可见光摄影仪11对仓库内的场景实时数据采集，且实时数据采集分别对仓库内部的空间结构、货架结构、仓库内储存的商品以及仓库内的环境进行信息采集；

步骤四，智能巡检机器人对采集的信息进行预处理后，通过无线通讯系统传输至监控基站；

步骤五，智能巡检系统监控后台对所采集的数据通过关联规则和模糊聚类算法处理后，通过多边形拓扑重构、纹理映射、材质拆分、骨骼蒙皮动画制作技术将点云模型制作成仓库三维信息模型；

步骤六；巡检结束，智能巡检机器人返回至场站自主充电站自动充电。

本发明的步骤五中在对常坤进行三维信息模型建模时智能巡检系统监控后台可通过物联网下载仓库内部设备的设备的图像以及纹理信息并根据现场拍摄影像补充仓库内部设备设施的纹理和局部外观的模型进行补充和修正，且物联网为电子信息技术领域中常规的互联技术手段。

一种基于摄像头的巡回检系统，所述智能巡检机器人包括一体化云台、车架1以及控制器2，所述车架1底部安装有驱动装置、所述车架1的边侧安装有超声波传感器13和激光传感器14，所述控制器2以及一体化云台均安装在车架1顶部，所述控制器2包括无线收发装置、导航模块以及驱动模块，所述一体化云台包括云台10以及云台架15，所述云台架15底部安装有升降装置，所述升降装置通过旋转平台6安装在车架1顶部，所述升降装置包括升降电机4以及升降杆8，所述一体化云台安装在升降杆8的顶部，所述升降杆8与升降电机4的输出端匹配，所述升降电机4安装在旋转平台6的顶部，所述旋转平台6的底部安装有转动电机3，所述转动电机3的输出端通过转动轴5与旋转平台6连接，所述车架1上设有环形槽，所述选旋转平台6通过转动杆7与环形槽转动连接，所述一体化云台包括可见光摄影仪11、红外热像仪12以及环境检测仪9，所述可见光摄影仪11用于仓库状态识别，所述红外热像仪12用于红外测温，所述环境检测仪9用于仓库温度、湿度、气体含量、亮度以及声音的检测，所述导航模块包括GPS定位装置、超声波传感器13和激光传感器14，所述超声波传感器13用于防撞，所述激光传感器14与GPS定位装置用于定位，所述驱动模块用于驱动装置各电机的驱动控制。

本发明中的智能巡检机器人通过可见光摄影仪11、红外热像仪12以及环境检测仪9对仓库的内部结构、货架以及闪商品信息进行图像采集，同时由环境监测器对仓库内的温度、湿度、气体信息以及声音信息进行采集，且可见光摄影仪11在进行图像采集时通过云台10保证智能巡检机器人在移动时视频采集的平稳性，同时智能巡检机器人在对仓库进行数据采集时可通过升降电机4控制升降杆8的伸缩，从而对云台10的高度进行调节，方便可见光摄影仪11对储存在不同高度位置的商品进行图像采集，同时通过转动电机3控制转动轴5带动旋转平台6进行转动，从而对云台10的角度进行调节，避免在对仓库进行数据采集时存在较多的死角难以被检测到，本发明中驱动装置为智能机器人装置领域中常规的移动驱动设备，为市面上智能机器人移动所应用到的常规技术手段，本发明中的云台10、无线收发装置、导航模块、升降电机4、转动电机3、可见光摄影仪11、红外热像仪12以及环境检测仪9的具体类型并不用做具体限定，采用上述各自装置领域中在市面上应用的常规相关设备即可，且上述各设备之间的连接方式并不做具体限定，采用电控装置领域中常规连接系统即可，例如无人机领域中应用到的多线程连接系统，本发明中的各设备之间的控制系统并不用做具体限定，采用常规的嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台。

智能巡检机器人在移动的过程中若无法精准感知周围的障碍物，则容易与障碍物发生碰撞，本实施例中，所述步骤二中，智能巡检机器人在巡检过程中通过超声波传感器13检测巡检机器人四周碍物情况，超声波传感器13通过释放声波振动反馈的方式感知前方是否存在障碍物，若智能巡检机器人的行驶的前方存在障碍物，则会受到声波信号的振动反馈，检测灵敏性较高，本发明中的超声波传感器13的结构并不做具体限定，采用测距传感装置中常规的传感器设备即可。

在对仓库进行建模时，为了真实还原仓库内的环境，本实施例中，所述步骤三中，所述仓库内的环境包括温度、湿度、气体含量、亮度以及声音，上述温度、湿度、气体含量以及亮度的信息可在建立的仓库三维信息模型上通过文字的信息显示，避免储存的物品容易受上述环境的影响发生损坏。

若智能巡检机器人无法自由操控，只能根据巡检任务模型对仓库进行巡检，则容易造成巡检不精确，容易丢失仓库内的数据，本实施例中，所述智能巡检系统监控后台包括驱动控制系统，所述驱动控制系统通过无线通讯系统将驱动命令传送至智能巡检机器人，本发明中的驱动控制系统采用机械工程领域中常规的控制系统即可，为现有技术手段，例如用于无人用应用中控制飞行或前进的控制系统。

储存的商品若没有记载商品信息的标识，在智能巡检机器人对商品扫描后也无法对商品的信息进行准确记录，本实施例中，所述仓库内储存的商品粘贴有记录商品信息的二维码，所述智能巡检机器人通过基于深度学习的SSD目标检测算法对标有商品信息的二维码进行识别，本实施例中记录商品信息的二维码即识别二维码的检测算法为现有技术手段，例如市面上售卖的商品商品的条形码以及超市内扫描商品的检测系统。

当仓库的三维信息模型建立后，若无法对模型信息的各区域分类查看，则容易影响巡检查看的效果，本实施例中，所述智能巡检系统监控后台包括VR查看单元，所述VR查看单元用于支持3D视图旋转多角度查看仓库状况，支持3D视图分区域查看货架及商品信息，所述VR查看单元包括：操作目录模块：用于全屏展示操作按键和帮助说明；总体鸟瞰视图模块：用于点击菜单栏中的VR巡检，呈现总体鸟瞰视图；房间方位介绍模块：用于介绍室内各房间的方位，点击后进入该方向区域进行巡视；本发明中应用的VR查看单元为VR技术领域中常规的VR显示技术手段，通过VR查看单元方便对仓库三维信息模型各部分区域性巡检查看，还原仓库现场的真实性，保证巡检查看的全面性，从而保证对仓库信息巡检的进准性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。