本申請涉及電力施工技術領域，特別涉及一種驗電掛地線機器人視覺定位系統(tǒng)的數據庫。

背景技術：

近年來，隨著我國經濟的飛速發(fā)展，同時也增大了對于電力的需求。配電網負擔著合理分配電能的重任，隨著用電需求驟增，高壓配電線路在我國電網發(fā)展中越來越多地被使用，已經成為我國經濟發(fā)展的重要支柱。

隨著高壓配電線路使用的增多，其電力施工、檢修和維護的作業(yè)也逐漸增多，而電力施工、檢修和維護的過程都是由作業(yè)人員人工完成的，在操作過程就必須對作業(yè)人員采取安全措施，保證作業(yè)人員的人身安全及設備的穩(wěn)定運行。停電、驗電和裝設接地線是電力施工、檢修和維護中保證電力作業(yè)人員的安全技術措施。

然而，目前高壓配電線路電力施工過程中驗電和裝設接地線的措施均由作業(yè)人員完成，同時現場作業(yè)中多存在配網T接和交叉跨越等情況，有些作業(yè)現場需要作業(yè)人員登上作業(yè)車來完成驗電及裝設接地線的作業(yè)，這樣不僅作業(yè)效率，而且容易出現錯誤操作的情況，從而造成重大安全隱患，作業(yè)人員人身安全和設備的穩(wěn)定運行無法保障。

技術實現要素：

本申請的目的在于提供一種驗電掛地線機器人視覺定位系統(tǒng)的數據庫，使用機器人進行驗電和接地線的操作，以解決作業(yè)人員人身安全和設備的穩(wěn)定運行無法保障的問題。

根據本申請的實施例，提供了一種驗電掛地線機器人視覺定位系統(tǒng)的數據庫，包括：

圖像獲取模塊，用于獲取目標圖像對，所述目標圖像對包括同一目標在同一時刻的第一圖像和第二圖像；

相機標定模塊，用于標定相機，確定所述相機的位置；

圖像預處理模塊，用于預處理所述目標圖像對，得到預處理目標圖像對，所述預處理包括：增強所述目標圖像對的對比度、去除所述目標圖像對的隨機噪聲和對所述目標圖像對偽色彩處理；

特征提取模塊，用于提取所述預處理目標圖像對中的目標特征，得到目標特征圖像；

立體匹配模塊，用于根據所述相機的位置和所述目標特征圖像，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像；

深度確定模塊，用于根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息；

圖像分類模塊，用于對所述目標圖像對、所述預處理目標圖像對、所述目標特征圖像和所述深度圖像添加備注信息；

圖像輸出模塊，用于將所述深度圖像和所述信息輸出；

保密模塊，用于對用戶的權限分級和對所述用戶認證；

圖像分析模塊，用于對所述深度圖像分析，得出分析結果；

條件查詢模塊，用于在用戶選擇查詢類型后，給出查詢結果；

維護模塊，用于維護所述數據庫中數據；

添加模塊，用于添加所述數據庫中的所述數據；

復制模塊，用于復制所述數據庫中的所述數據。

可選的，所述相機標定模塊還包括：

計算模塊，用于通過所述張氏標定法，利用三維場景中的物體點和所述物體點在所述目標圖像對平面上的對應點，確定單應性矩陣；

利用所述單應性矩陣求得所述相機內部參數；

利用所述單應性矩陣和所述相機內部參數求得所述相機外部參數。

可選的，所述相機標定模塊還包括：

優(yōu)化模塊，用于優(yōu)化所述相機內部參數和所述相機外部參數，得到精確的參數值；

根據所述參數值，確定所述相機的位置。

可選的，所述特征提取模塊還包括：

點狀特征提取模塊，用于提取所述目標圖像對中的點狀特征；

線狀特征提取模塊，用于提取所述目標圖像對中的線狀特征；

區(qū)域特征提取模塊，用于提取所述目標圖相對中的區(qū)域特征。

可選的，所述數據庫還包括：

圖像顯示模塊，用于顯示所述目標圖像對、所述預處理目標圖像對、所述目標特征圖像和所述深度圖像。

由以上技術方案可知，本申請實施例提供一種驗電掛地線機器人視覺定位系統(tǒng)的數據庫，提取預處理后的目標圖像對中的目標特征，再對目標特征立體匹配，得到視差圖像，利用視差圖像確定深度圖像，恢復三維場景的信息。將目標圖像對、預處理目標圖像對、目標特征圖像和深度圖像顯示出來并添加備注信息，輸出給保密模塊、圖像分析模塊、條件查詢模塊、維護模塊、添加模塊和復制模塊。啟動數據庫之后，首先由保密模塊對用戶的權限分級和對所述用戶認證，確定用戶可以執(zhí)行的操作并轉到相應的模塊處理。本申請實施例提供的數據庫可以完成目標圖相對采集和處理，保密性高，運用機器人替代作業(yè)人員，實現高壓配電線路電力施工過程中進行驗電和裝設接地線的操作，使作業(yè)人員人身安全和設備的穩(wěn)定運行得到保障。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據本申請實施例示出的一種驗電掛地線機器人視覺定位系統(tǒng)的數據庫的示意圖；

圖2為根據本申請實施例示出的相機標定模塊的示意圖；

圖3為根據本申請實施例示出的特征提取模塊的示意圖。

圖示說明：

其中，1-圖像獲取模塊；2-相機標定模塊；3-圖像預處理模塊；4-特征提取模塊；5-立體匹配模塊；6-深度確定模塊；7-圖像分類模塊；8-圖像輸出模塊；9-保密模塊；10-圖像分析模塊；11-條件查詢模塊；12-維護模塊；13-添加模塊；14-復制模塊；15-計算模塊；16-優(yōu)化模塊；17-點狀特征提取模塊；18-線狀特征提取模塊；19-區(qū)域特征提取模塊；20-圖像顯示模塊。

具體實施方式

如圖1所示，為本申請實施例提供的一種驗電掛地線機器人視覺定位系統(tǒng)的數據庫的示意圖，所述數據庫包括：

圖像獲取模塊1，用于獲取目標圖像對，所述目標圖像對包括同一目標在同一時刻的第一圖像和第二圖像；本申請實施例中使用的相機是一種適用于智能交通、治安卡口、工業(yè)檢測等眾多領域的高分辨率彩色數字攝像機。它具有傳輸速度快、色彩還原性好、成像清晰等特點，不但方便拍攝顯微圖像，而且能測量被拍攝物體的長度、角度、面積等一系列參數。

可選的，所述目標圖像對是通過兩臺相機在同一個三維場景中同時獲取的同一個目標的兩幅圖像。在單個相機成像的過程中，三維場景中的點投影到相機圖像的過程是唯一的，然而，因為成像過程中深度信息的丟失，當圖像的像素點坐標還原成三維坐標時，不能推算出唯一的三維解，因此，一般無法從單個相機圖像還原真實的三維場景。如果使用像個相機同時拍攝同一個三維場景的圖像，則可以通過三角測量原理來唯一計算像素點的三維坐標，從而實現圖像到真實世界的三維重建。

相機標定模塊2，用于標定相機，確定所述相機的位置；對所述圖像進行標定，是為了確定在拍攝每一幅圖像時，每一個相機對于三維場景的方位和參數。

圖像預處理模塊3，用于預處理所述目標圖像對，得到預處理目標圖像對，所述預處理包括：增強所述目標圖像對的對比度、去除所述目標圖像對的隨機噪聲和對所述目標圖像對偽色彩處理；對所述圖像進行預處理，得到更加符合要求的圖像，從而使最后獲得的深度圖像更加準確，重建的三維信息更加精準，使機器人在進行操作時，視覺定位更加準確，減少安全隱患，保障電力設備的穩(wěn)定運行。

特征提取模塊4，用于提取所述預處理目標圖像對中的目標特征，得到目標特征圖像。

立體匹配模塊5，用于根據所述相機的位置和所述目標特征圖像，對所述目標特征立體匹配，得到視差圖像。

深度確定模塊6，用于根據所述視差圖像，確定深度圖像，恢復三維場景的信息。

圖像分類模塊7，用于對所述目標圖像對、所述預處理目標圖像對、所述目標特征圖像和所述深度圖像添加備注信息。

圖像輸出模塊8，用于將所述深度圖像和所述信息輸出給相應的模塊處理。

保密模塊9，用于對用戶的權限分級和對所述用戶認證。保密模塊9負責對用戶權限的認證以及管理，用戶權限設為三級，第一等級為現場用戶，現場用戶可以采用密碼或者指紋進行驗證，驗證通過，方可使用圖像分析模塊10和條件查詢模塊11；第二等級為技術人員，現場用戶可以采用密碼或者指紋進行驗證，驗證通過，不僅可使用圖像分析模塊10、條件查詢模塊11，還可使用維護模塊12和添加模塊13；第三等級為數據庫所有方，現場用戶為最高權限用戶，必須且僅允許以指紋進行驗證，通過后，數據庫對現場用戶開放所有模塊，并且可對保密模塊中用戶權限進行修改。

圖像分析模塊10，用于對所述深度圖像分析，得出分析結果。分析結果僅允許以pdf格式輸出至用戶指定的保存位置；結果導出后，本模塊將自動生成不可更改和刪除的系統(tǒng)日志，系統(tǒng)日志包含了比對結果、比對時間、用戶賬號等信息。

條件查詢模塊11，用于在用戶選擇查詢類型后，給出查詢結果。條件查詢模塊11中設置拍攝日期、拍攝地點、圖像處理類型、特征名稱四類查詢類型，在用戶選擇查詢類型并完善查詢條件后，對庫內數據進行查詢并給出查詢結果，查詢結果在用戶需要時可以且僅允許以pdf格式導出供用戶查看；查詢結果導出后，本模塊將自動生成不可更改和刪除的系統(tǒng)日志，系統(tǒng)日志包含了查詢條件、查詢結果、查詢時間、用戶賬號等信息。

維護模塊12，用于維護所述數據庫中數據。僅允許第二等級及以上用戶進入，并且需要保密模塊9的二次認證，通過后，本數據庫對第二等級及以上用戶開放庫文件以及庫中圖像資源文件夾。用戶可以通過維護模塊12對數據庫的基本設置進行修改，還可對保密模塊9中除最高權限等級者外的用戶權限進行修改和添加，更可以對數據庫中所有數字圖像及圖像備注文件進行修改、刪除。出于保密要求，所有的維護結果都需要最高權限者在48小時內進行批準才算維護成功，否則本次維護失敗，數據庫中數據恢復至本次維護前狀態(tài)；維護成功后，本模塊將自動生成不可更改和刪除的系統(tǒng)日志，系統(tǒng)日志包含了維護時間、維護對象、維護的具體操作步驟、執(zhí)行用戶、維護成功時間以及確認用戶等信息。

添加模塊13，用于添加所述數據庫中的所述數據。僅允許第二等級及以上用戶進入，并且需要保密模塊9的二次認證，通過后，本模塊將自動進行用戶圖像的處理和輸入；出于保密要求，所有的新輸入數據庫的圖像及圖像備注文件都需要最高權限者在48小時內進行批準才算添加成功，否則本次添加失敗，庫中數據恢復至本次添加前狀態(tài)；添加成功后，本模塊將自動生成不可更改和刪除的系統(tǒng)日志，系統(tǒng)日志包含了添加時間、添加對象及數量、執(zhí)行用戶、添加成功時間以及確認用戶等信息。

復制模塊14，用于復制所述數據庫中的所述數據。僅允許最高權限等級用戶進入，且需要保密模塊9的二次認證，認證方式必須為指紋，通過后，用戶可以在庫文件、庫采集圖像文件、庫特征圖像、庫深度圖像、庫備注文件、系統(tǒng)日志等資源類型中單選或多選欲拷貝的文件，并將用戶所選類型涉及到的相關文件打包保存至用戶指定位置；打包文件保存完畢后，本模塊自動調用保密模塊并要求用戶對打包文件進行新的用戶權限設定；設定完畢，本模塊將自動生成不可更改和刪除的系統(tǒng)日志，系統(tǒng)日志包含了復制時間、復制對象、執(zhí)行用戶等信息。

由以上技術方案可知，本申請實施例提供一種驗電掛地線機器人視覺定位系統(tǒng)的數據庫，提取預處理后的目標圖像對中的目標特征，再對目標特征立體匹配，得到視差圖像，利用視差圖像確定深度圖像，恢復三維場景的信息。對目標圖像對、預處理目標圖像對、目標特征圖像和深度圖像添加備注信息，顯示圖像并輸出給保密模塊9、圖像分析模塊10、條件查詢模塊11、維護模塊12、添加模塊13和復制模塊14。啟動數據庫之后，首先由保密模塊9對用戶的權限分級和對所述用戶認證，確定用戶可以執(zhí)行的操作并轉到相應的模塊處理。本申請實施例提供的數據庫可以完成目標圖相對采集和處理，保密性高，運用機器人替代作業(yè)人員，實現高壓配電線路電力施工過程中進行驗電和裝設接地線的操作，使作業(yè)人員人身安全和設備的穩(wěn)定運行得到保障。

可選的，如圖2所示，所述相機標定模塊2還包括：

計算模塊15，用于通過所述張氏標定法，利用三維場景中的物體點和所述物體點在所述目標圖像對平面上的對應點，確定單應性矩陣；

利用所述單應性矩陣求得所述相機內部參數；

利用所述單應性矩陣和所述相機內部參數求得所述相機外部參數。

通過確定所述相機的參數值，可以確定相機的位置，可以使恢復的三維場景更加準確。

可選的，如圖2所示，所述相機標定模塊2還包括：

優(yōu)化模塊16，用于優(yōu)化所述相機內部參數和所述相機外部參數，得到精確的參數值；

根據所述參數值，確定所述相機的位置。

對所述相機內部參數和所述相機外部參數進行優(yōu)化，采用最大似然估計的方法，得到最優(yōu)解就是優(yōu)化后的參數，再利用優(yōu)化后相機內部參數和相機外部參數，求得兩個相機間的位置關系，確定兩個相機的位置。

可選的，如圖3所示，所述特征提取模塊4還包括：

點狀特征提取模塊17，用于提取所述目標圖像對中的點狀特征；點狀特征通常是指灰度變化劇烈的點，包括物體輪廓上的曲率變化最大的點(角點或者拐點)、直線的焦點等。

線狀特征提取模塊18，用于提取所述目標圖像對中的線狀特征；線狀特征是指圖像的邊緣線段、曲線等。

區(qū)域特征提取模塊19，用于提取所述目標圖相對中的區(qū)域特征；區(qū)域特征是指一個聯通的、具有一致性的像素集合。

將特征從所述預處理圖像中提取出來后，可利用具體的特征對圖像進行處理，更加準確快捷地確定深度圖像，重建三維信息。

可選的，所述數據庫還包括：

圖像顯示模塊20，用于顯示所述目標圖像對、所述預處理目標圖像對、所述目標特征圖像和所述深度圖像。更加直觀的顯示各個模塊實現相應的處理后，所得到的結果。

由以上技術方案可知，本申請實施例提供一種驗電掛地線機器人視覺定位系統(tǒng)的數據庫，提取預處理后的目標圖像對中的目標特征，再對目標特征立體匹配，得到視差圖像，利用視差圖像確定深度圖像，恢復三維場景的信息。對目標圖像對、預處理目標圖像對、目標特征圖像和深度圖像添加備注信息，顯示圖像并輸出給保密模塊9、圖像分析模塊10、條件查詢模塊11、維護模塊12、添加模塊13和復制模塊14。啟動數據庫之后，首先由保密模塊9對用戶的權限分級和對所述用戶認證，確定用戶可以執(zhí)行的操作并轉到相應的模塊處理。本申請實施例提供的數據庫可以完成目標圖相對采集和處理，保密性高，運用機器人替代作業(yè)人員，實現高壓配電線路電力施工過程中進行驗電和裝設接地線的操作，使作業(yè)人員人身安全和設備的穩(wěn)定運行得到保障。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本申請的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本申請的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本申請的一般性原理并包括本申請未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本申請的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本申請并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本申請的范圍僅由所附的權利要求來限制。