對(duì)室外電能表讀表的機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電能表監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)室外電能表讀表的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]電能表的應(yīng)用廣泛，是供電部門收費(fèi)和調(diào)配電力資源的重要參考數(shù)據(jù)，每一個(gè)用電單位或個(gè)人都需要安裝一個(gè)自己的電能表來監(jiān)控自己的用電電量。
[0003]位于具有高壓線路的用電單位的電能表的讀表一直是一個(gè)難題，由于這些電能表靠近高壓線路，無法安排人員采用人工巡視、手工記錄的讀表模式，而且這些電能表通常位于室外，如果采用電子讀表模式進(jìn)行遠(yuǎn)距離讀表，必須具有一些圖像處理設(shè)備，能夠克服霧霾天氣對(duì)讀表圖像的影響，否則，得到的讀表數(shù)據(jù)精度很低。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的高壓用電單位的電能表的讀表方案或者采用斷電后的人工讀表模式，這種方式干擾了用電單位的正常工作，或者采用基于圖像處理的遠(yuǎn)距離的電子模式，這種方式依賴于電能表圖像的清晰程度，在嚴(yán)重霧霾天氣下，電能表圖像不夠清晰，相應(yīng)地，讀取的電能表讀數(shù)準(zhǔn)確度較差，影響供電部門的正常收費(fèi)工作。
[0005]因此，需要一種新的對(duì)室外電能表讀表的技術(shù)方案，能夠替代成本高的人工讀表方式，并改造現(xiàn)有的遠(yuǎn)距離電子讀表方式，使得對(duì)高壓用電單位的室外電能表的讀表操作更為高效和實(shí)時(shí)，獲得的讀表數(shù)據(jù)不受天氣的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種對(duì)室外電能表讀表的機(jī)器人，引入遠(yuǎn)端遠(yuǎn)程控制指令和近端語音控制指令結(jié)合的機(jī)器人行進(jìn)控制模式，先通過遠(yuǎn)端供電管理平臺(tái)的遠(yuǎn)程控制指令粗調(diào)所述機(jī)器人行進(jìn)到目標(biāo)讀表位置，再通過近端現(xiàn)場(chǎng)管理人員的語音控制指令用于細(xì)調(diào)所述機(jī)器人行進(jìn)到目標(biāo)讀表位置，提高讀表的自動(dòng)化程度，同時(shí)預(yù)先存儲(chǔ)各類電能表模板以及每一類電能表模板的最大刻度、最小刻度和指針模型，以提高讀表的準(zhǔn)確性，最后，清晰化處理器的引入克服霧霾天氣對(duì)讀表數(shù)據(jù)的不利影響。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種對(duì)室外電能表讀表的機(jī)器人，所述機(jī)器人包括北斗星導(dǎo)航器、移動(dòng)硬盤、CMOS視覺傳感器、讀數(shù)識(shí)別器和主控制器，所述移動(dòng)硬盤用于預(yù)先存儲(chǔ)各類電能表模板，以及用于預(yù)先存儲(chǔ)每一類電能表模板的最大刻度、最小刻度和指針模型，所述CMOS視覺傳感器用于拍攝電能表圖像，所述讀數(shù)識(shí)別器與所述CMOS視覺傳感器連接以對(duì)所述電能表圖像執(zhí)行圖像處理，所述主控制器與所述北斗星導(dǎo)航器連接以控制所述機(jī)器人的行進(jìn)位置，還與所述移動(dòng)硬盤和所述讀數(shù)識(shí)別器分別連接，用于控制所述機(jī)器人的自動(dòng)讀表。
[0008]更具體地，在所述對(duì)室外電能表讀表的機(jī)器人中，還包括:供電電源，包括太陽(yáng)能供電器件、蓄電池、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽(yáng)能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據(jù)蓄電池剩余電量決定是否切換到所述太陽(yáng)能供電器件以由所述太陽(yáng)能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓；語音識(shí)別器，用于將現(xiàn)場(chǎng)管理人員的語音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并基于所述電信號(hào)生成語音控制指令；無線通訊接口，與遠(yuǎn)端的供電管理平臺(tái)無線連接，以無線接收遠(yuǎn)程控制指令，所述遠(yuǎn)程控制指令包括北斗星控制指令；機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與所述主控制器連接，用于在所述主控制器的控制下，驅(qū)動(dòng)所述機(jī)器人的行為動(dòng)作，所述行為動(dòng)作包括前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向和跨越；清晰化處理器，位于所述CMOS視覺傳感器和所述讀數(shù)識(shí)別器之間，用于接收所述電能表圖像，對(duì)所述電能表圖像進(jìn)行去霧霾處理以獲得去霧霾電能表圖像，將所述去霧霾電能表圖像輸入所述讀數(shù)識(shí)別器以替換所述電能表圖像被圖像處理；所述清晰化處理器還包括:存儲(chǔ)子設(shè)備，用于預(yù)先存儲(chǔ)天空上限灰度閾值和天空下限灰度閾值，所述天空上限灰度閾值和所述天空下限灰度閾值用于分離出圖像中的天空區(qū)域，還用于預(yù)先存儲(chǔ)預(yù)設(shè)像素值閾值，所述預(yù)設(shè)像素值閾值取值在O到255之間；霧霾濃度檢測(cè)子設(shè)備，位于空氣中，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)電能表所在位置的霧霾濃度，并根據(jù)霧霾濃度確定霧霾去除強(qiáng)度，所述霧霾去除強(qiáng)度取值在O到I之間；區(qū)域劃分子設(shè)備，連接所述CMOS視覺傳感器以接收所述電能表圖像，對(duì)所述電能表圖像進(jìn)行灰度化處理以獲得灰度化電能表圖像，還與存儲(chǔ)子設(shè)備連接，將所述灰度化電能表圖像中灰度值在所述天空上限灰度閾值和所述天空下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成灰度化天空子圖案，從所述灰度化電能表圖像分割出所述灰度化天空子圖案以獲得灰度化非天空子圖像，基于所述灰度化非天空子圖像在所述電能表圖像中的位置獲得與所述灰度化非天空子圖像對(duì)應(yīng)的彩色非天空子圖像；黑色通道獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備連接以獲得所述彩色非天空子圖像，針對(duì)所述彩色非天空子圖像中每一個(gè)像素，計(jì)算其R，G，B三顏色通道像素值，在所述彩色非天空子圖像中所有像素的R，G，B三顏色通道像素值中提取一個(gè)數(shù)值最小的顏色通道像素值所在的顏色通道作為黑色通道；整體大氣光值獲取子設(shè)備，與存儲(chǔ)子設(shè)備連接以獲得所述預(yù)設(shè)像素值閾值，還與所述區(qū)域劃分子設(shè)備和所述黑色通道獲取子設(shè)備分別連接以獲得所述電能表圖像和所述黑色通道，將所述電能表圖像中黑色通道像素值大于等于預(yù)設(shè)像素值閾值的多個(gè)像素組成待檢驗(yàn)像素集，將所述待檢驗(yàn)像素集中具有最大灰度值的像素的灰度值作為整體大氣光值；大氣散射光值獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備和所述霧霾濃度檢測(cè)子設(shè)備分別連接，對(duì)所述電能表圖像的每一個(gè)像素，提取其R，G，B三顏色通道像素值中最小值作為目標(biāo)像素值，使用保持邊緣的高斯平滑濾波器EPGF(edge-preserving gaussian filter)對(duì)所述目標(biāo)像素值進(jìn)行濾波處理以獲得濾波目標(biāo)像素值，將目標(biāo)像素值減去濾波目標(biāo)像素值以獲得目標(biāo)像素差值，使用EPGF對(duì)目標(biāo)像素差值進(jìn)行濾波處理以獲得濾波目標(biāo)像素差值，將濾波目標(biāo)像素值減去濾波目標(biāo)像素差值以獲得霧霾去除基準(zhǔn)值，將霧霾去除強(qiáng)度乘以霧霾去除基準(zhǔn)值以獲得霧霾去除閾值，取霧霾去除閾值和目標(biāo)像素值中的最小值作為比較參考值，取比較參考值和O中的最大值作為每一個(gè)像素的大氣散射光值；介質(zhì)傳輸率獲取子設(shè)備，與所述整體大氣光值獲取子設(shè)備和所述大氣散射光值獲取子設(shè)備分別連接，將每一個(gè)像素的大氣散射光值除以整體大氣光值以獲得除值，將I減去所述除值以獲得每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率；清晰化圖像獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備、所述整體大氣光值獲取子設(shè)備和所述介質(zhì)傳輸率獲取子設(shè)備分別連接，將I減去每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率以獲得第一差值，將所述第一差值乘以整體大氣光值以獲得乘積值，將所述電能表圖像中每一個(gè)像素的像素值減去所述乘積值以獲得第二差值，將所述第二差值除以每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率以獲得每一個(gè)像素的清晰化像素值，所述電能表圖像中每一個(gè)像素的像素值包括所述電能表圖像中每一個(gè)像素的R，G，B三顏色通道像素值，相應(yīng)地，獲得的每一個(gè)像素的清晰化像素值包括每一個(gè)像素的R，G，B三顏色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值組成去霧霾電能表圖像；所述北斗星導(dǎo)航器用于接收北斗星導(dǎo)航衛(wèi)星所提供、所述機(jī)器人的當(dāng)前北斗星數(shù)據(jù)；所述移動(dòng)硬盤還用于存儲(chǔ)電能表上限灰度閾值和電能表下限灰度閾值，所述電能表上限灰度閾值和所述電能表下限灰度閾值用于將圖像中的電能表表盤與背景分離；所述讀數(shù)識(shí)別器還包括中值濾波單元、預(yù)處理單元、目標(biāo)識(shí)別單元、模板匹配單元和指針位置確定單元，所述中值濾波單元與所述清晰化處理設(shè)備6連接，用于對(duì)所述去霧霾電能表圖像濾波以輸出濾波圖像，所述預(yù)處理單元與所述中值濾波單元連接，用于對(duì)所述濾波圖像進(jìn)行灰度化處理以輸出灰度化圖像，所述目標(biāo)識(shí)別單元與所述預(yù)處理單元和所述移動(dòng)硬盤分別連接，將所述灰度化圖像中灰度值在所述電能表上限灰度閾值和所述電能表下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成電能表表盤子圖像，所述模板匹配單元與所述目標(biāo)識(shí)別單元和所述移動(dòng)硬盤分別連接，基于所述電能表表盤子圖像在所述移動(dòng)硬盤存儲(chǔ)的各類電能表模板中查詢匹配的目標(biāo)電能表模板，給出所述目標(biāo)電能表模板的最大刻度、最小刻度和指針模型，所述指針位置確定單元與所述目標(biāo)識(shí)別單元和所述模板匹配單元分別連接，基于所述電能表表盤子圖像識(shí)別所述電能表表盤子圖像中與所述指針模型匹配的儀表指針，計(jì)算識(shí)別到的儀表指針與水平方向的指針角度，分別計(jì)算所述最大刻度和所述最小刻度與水平方向的最大刻度角度和最小刻度角度，根據(jù)指針角度在最大刻度角度和最小刻度角度之間的數(shù)值位置，確定室外電能表讀數(shù)；所述主控制器與所述語音識(shí)別器、所述無線通訊接口、所述機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述北斗星導(dǎo)航器、所述移動(dòng)硬