一种定点设备智能化巡检方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108366229 A(43)申请公布日 2018.08.03

(21)申请号 201810141554.1(22)申请日 2018.02.11

(71)申请人 北京鲁能物业服务有限责任公司

地址 100032 北京市西城区西单北大街111

号6层(72)发明人 程凌全　刘鹏　庞亚平　王永全　

刘树杰　董洪新　祝士开　郑奇伟　(74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限

公司 11227

代理人 罗满(51)Int.Cl.

H04N 7/18(2006.01)H04N 5/232(2006.01)H04N 5/265(2006.01)

权利要求书2页 说明书6页 附图2页

CN 108366229 A(54)发明名称

一种定点设备智能化巡检方法(57)摘要

本发明公开了一种定点设备智能化巡检方法，包括：S1、选定需要巡检的定点设备，并为每个定点设备设定至少一个且至多六个的巡检拍摄面；S2、根据选定的所有定点设备设定巡检路线；S3、将巡检路线存储在巡检机器人中；S4、巡检机器人沿巡检路线前进；S5、巡检机器人到达巡检路线上的第一个定点设备，获取该定点设备每个巡检拍摄面的图像；S6、对一次图像进行压缩；S7、对二次图像进行融合，得到该定点设备的巡检图像；S8、通过无线方式将巡检图像发送给监控中心；S9、重复S4～S8直到采集到所有定点设备的巡检图像；S10、结束一次巡检。本发明能够精确地获取定点设备的状态信息，而且能够精确地确定定点设备发生故障的时间。

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权　利　要　求　书

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1.一种定点设备智能化巡检方法，其特征在于，包括前期准备阶段和后期执行阶段；所述前期准备阶段包括S1至S3：S1、选定需要巡检的定点设备，并为每个定点设备设定至少一个且至多六个的巡检拍摄面；

S2、根据选定的所有定点设备设定巡检路线；S3、将巡检路线存储在巡检机器人中；所述后期执行阶段包括S4至S10：S4、巡检机器人沿巡检路线前进；S5、巡检机器人到达巡检路线上的第一个定点设备，获取该定点设备每个巡检拍摄面的图像，记为一次图像；

S6、巡检机器人对一次图像进行压缩，得到二次图像；S7、巡检机器人对二次图像进行融合，得到该定点设备的巡检图像；S8、巡检机器人通过无线方式将巡检图像发送给监控中心；S9、巡检机器人重复S4～S8直到采集到所有定点设备的巡检图像；S10、巡检机器人结束一次巡检。

2.根据权利要求1所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于，所述步骤S5中，巡检机器人获取一次图像时采用差时获取方法，具体步骤包括：

S5.1、巡检机器人拍摄其中一个巡检拍摄面的图像；S5.2、巡检机器人对拍摄到的巡检拍摄面的图像赋予绝对时标；S5.3、巡检机器人将绝对时标存储入巡检拍摄面的图像中，得到该巡检拍摄面的一次图像；

S5.4、重复进行S5.1～5.3，直到获取所有的一次图像，每个一次图像上均存储有一个绝对时标。

3.根据权利要求1所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于，所述步骤S1中，还为每个巡检拍摄面赋予一个权重，权重值大于0而且小于1，两个巡检拍摄面的权重相等或者不等。

4.根据权利要求3所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于，所述步骤S6中，巡检机器人对一次图像进行压缩采用赋权压缩方法，具体步骤包括：

S6.1、巡检机器人将一次图像的长度像素值和宽度像素值与该巡检拍摄面的权重相乘，得到图像赋权像素值长度和宽度赋权像素值；

S6.2、巡检机器人将一次图像的长度像素值和宽度像素值分别压缩到长度赋权像素值和宽度赋权像素值，得到二次图像。

5.根据权利要求4所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于：所述步骤S7中，巡检机器人对二次图像进行融合时采用图像拼接方法，具体步骤包括：

S7.1、巡检机器人对所有巡检拍摄面的权重按照权重值从高到底进行排列；S7.2、巡检机器人根据对排列后的权重进行分组，值相等的权重分为一组，并对所有分组按权重值的大小从高到底进行排列；

S7.3、巡检机器人将属于相同分组的巡检拍摄面的二次图像沿长度方向进行拼接，属于不同分组的巡检拍摄面的二次图像沿宽度方向进行拼接；

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S7.4、巡检机器人将拼接后的图像置入到一个空白图像中，空白图像的长度像素值等于第一个分组内所有二次图像的长度像素值的和，空白图像的宽度像素值等于所有分组中图像的宽度像素值的和，得到巡检图像。

6.根据权利要求1所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于，所述巡检机器人包括摄像头和与所述摄像头电连接的处理器，所述摄像头用于获取所述一次图像，所述处理器用于将所述一次图像压缩成所述二次图像和将所述二次图像融合成所述巡检图像。

7.根据权利要求6所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于，所述巡检机器人包括摄像头和与所述摄像头电连接的处理器，所述摄像头用于获取所述一次图像，所述处理器用于将所述一次图像压缩成所述二次图像和将所述二次图像融合成所述巡检图像。

8.根据权利要求7所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于，所述监控中心包括监控主机和与所述监控主机电连接的无线接收模块，所述无线接收模块与所述无线发送模块无线连接。

9.根据权利要求8所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于，所述无线发送模块和所述无线接收模块之间的无线通信方式为WIFI、4G移动通信或者5G移动通信。

10.根据权利要求6所述的定点设备智能化巡检方法，其特征在于，所述巡检机器人还包括用于移动所述摄像头的机械臂。

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一种定点设备智能化巡检方法

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技术领域

[0001]本发明涉及巡检技术领域，更具体地说，涉及一种定点设备智能化巡检方法。背景技术

[0002]在许多场所都会有大量的定点设备，诸如变电站、气象站或者工厂等，这些定点设备往往需要进行状态检测，以确保其能够稳定、健康地运行。[0003]现有的定点设备检测方法主要采用两种，一种是实时监测，通常是一一对应地在定点设备旁边固定一个相机，对其进行连续的录像或者间断地拍照，从而及时地获取到该定点设备的状态，另一种是巡检，及通过人工或者机器人按时巡视检查，从而获取定点设备的状态。

[0004]采用实时监测的方法，虽然能够获取定点设备及时的状态信息，实现最准确的状态检测，但是当定点设备比较多的时候，设备成本较高，而且检测到的状态信息量巨大，给检测信息的传输和处理造成较大的负担，此外监测设备因为持续工作其本身的状态也容易出现问题，因此适用范围有限。[0005]采用巡检的方法，如果是用人工的方式，则费时费力，效率很低，而且需要占用额外的人力，随着技术的发展，越来越多的巡检机器人投入使用。但是巡检机器人也存在一定的不足，对于一个定点设备，无法同时进行多侧面的拍照，导致一个设备的多侧面照片之间存在一定时间差，对于一些对时间比较敏感的设备，容易导致无法精确判断故障时间，从而加大故障排除的难度。而且有的时候一些侧面的图像根本不能表现出定点设备的状态，比如壳体的侧面照面，而在处理过程中又需要对这些不重要的照片进行处理，浪费计算资源。发明内容

[0006]为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种定点设备智能化巡检方法，能够在确保精确地获取定点设备的状态信息的同时，节约计算力和降低网络占用，而且能够精确地确定定点设备发生故障的时间。[0007]为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：[0008]一种定点设备智能化巡检方法，包括前期准备阶段和后期执行阶段；[0009]所述前期准备阶段包括S1至S3：[0010]S1、选定需要巡检的定点设备，并为每个定点设备设定至少一个且至多六个的巡检拍摄面；[0011]S2、根据选定的所有定点设备设定巡检路线；[0012]S3、将巡检路线存储在巡检机器人中；[0013]所述后期执行阶段包括S4至S10：[0014]S4、巡检机器人沿巡检路线前进；[0015]S5、巡检机器人到达巡检路线上的第一个定点设备，获取该定点设备每个巡检拍摄面的图像，记为一次图像；

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CN 108366229 A[0016][0017][0018][0019][0020][0021]

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S6、巡检机器人对一次图像进行压缩，得到二次图像；S7、巡检机器人对二次图像进行融合，得到该定点设备的巡检图像；S8、巡检机器人通过无线方式将巡检图像发送给监控中心；S9、巡检机器人重复S4～S8直到采集到所有定点设备的巡检图像；S10、巡检机器人结束一次巡检。优选的，所述步骤S5中，巡检机器人获取一次图像时采用差时获取方法，具体步骤

包括：

S5.1、巡检机器人拍摄其中一个巡检拍摄面的图像；

[0023]S5.2、巡检机器人对拍摄到的巡检拍摄面的图像赋予绝对时标；[0024]S5.3、巡检机器人将绝对时标存储入巡检拍摄面的图像中，得到该巡检拍摄面的一次图像；[0025]S5.4、重复进行S5.1～5.3，直到获取所有的一次图像，每个一次图像上均存储有一个绝对时标。[0026]优选的，所述步骤S1中，还为每个巡检拍摄面赋予一个权重，权重值大于0而且小于1，两个巡检拍摄面的权重相等或者不等。[0027]优选的，所述步骤S6中，巡检机器人对一次图像进行压缩采用赋权压缩方法，具体步骤包括：[0028]S6.1、巡检机器人将一次图像的长度像素值和宽度像素值与该巡检拍摄面的权重相乘，得到图像赋权像素值长度和宽度赋权像素值；[0029]S6.2、巡检机器人将一次图像的长度像素值和宽度像素值分别压缩到长度赋权像素值和宽度赋权像素值，得到二次图像。[0030]优选的，所述步骤S7中，巡检机器人对二次图像进行融合时采用图像拼接方法，具体步骤包括：[0031]S7.1、巡检机器人对所有巡检拍摄面的权重按照权重值从高到底进行排列；[0032]S7.2、巡检机器人根据对排列后的权重进行分组，值相等的权重分为一组，并对所有分组按权重值的大小从高到底进行排列；[0033]S7.3、巡检机器人将属于相同分组的巡检拍摄面的二次图像沿长度方向进行拼接，属于不同分组的巡检拍摄面的二次图像沿宽度方向进行拼接；[0034]S7.4、巡检机器人将拼接后的图像置入到一个空白图像中，空白图像的长度像素值等于第一个分组内所有二次图像的长度像素值的和，空白图像的宽度像素值等于所有分组中图像的宽度像素值的和，得到巡检图像。[0035]优选的，所述巡检机器人包括摄像头和与所述摄像头电连接的处理器，所述摄像头用于获取所述一次图像，所述处理器用于将所述一次图像压缩成所述二次图像和将所述二次图像融合成所述巡检图像。[0036]优选的，所述巡检机器人还包括与所述处理器电连接的无线发送模块，所述处理器通过所述无线发送模块将所述巡检图像发送给所述监控中心。[0037]优选的，所述监控中心包括监控主机和与所述监控主机电连接的无线接收模块，所述无线接收模块与所述无线发送模块无线连接。[0038]优选的，所述无线发送模块和所述无线接收模块之间的无线通信方式为WIFI、4G

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移动通信或者5G移动通信。[0039]优选的，所述巡检机器人还包括用于移动所述摄像头的机械臂。[0040]本发明能够根据定点设备的具体情况选定不同的巡检拍摄面，并为每个巡检拍摄面设定权重值，从而在巡检过程中能够根据巡检拍摄面的权重对其图像进行处理，在最终得到的巡检图像中，权重大的巡检拍摄面的图像占用较大的面积，权重小的巡检拍摄面的图像占用较小的面积，实现在确保能够精确地检测到定点设备的状态的同时，压缩巡检图像的大小，节约计算力和网络占用。并且，本发明为不同巡检拍摄面的照片赋予了绝对时标，能够清楚地表现出每张照片拍摄的时间，对于一些对时间敏感的定点设备，能够更加精确地的确定其发生故障的时间，从而快速找到故障原因，实现及时维护和避免故障重复发生的目的。

附图说明

[0041]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0042]图1是本发明的流程图；

[0043]图2是本发明中一次图像的示意图；

[0044]图3是本发明实施例中巡检图像的示意图。

具体实施方式

[0045]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作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。[0046]请参阅图1至图3，图1是本发明的流程图，图2是本发明中一次图像的示意图，图3是本发明实施例中巡检图像的示意图。[0047]在本发明的一个具体实施例中，如图1-3所示，一种定点设备智能化巡检方法，包括前期准备阶段和后期执行阶段；[0048]前期准备阶段包括S1至S3；[0049]S1、选定需要巡检的定点设备，并为每个定点设备设定至少一个且至多六个的巡检拍摄面，巡检拍摄面的选择以定点设备的六个方向为基础，最少可以选择一个，最多可以选择六个，因为一部分定点设备只有一部分方向能够拍摄到，例如固定在墙上的变电箱等，还有一部分定点设备只需要拍摄一部分方向即可，比如设置有壳体的定点设备，其后方向往往是不用检测的。通过灵活的设定巡检拍摄面的数量，能够减少检测数据的数据量，从而降低计算复杂度，节约计算力。此外，还为每个巡检拍摄面赋予一个权重，权重值大于0而且小于1，两个巡检拍摄面的权重相等或者不等，例如定点设备的正面能够更加精确地反应出定点设备的状态，则权重值可以设置为1，而侧面反映定点设备状态的能力较弱，可以将权重值设置为0.5。在本实施例中，可以为定点设备设定三个巡检拍摄面，其中一个巡检拍摄

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面的权重值为1，另外两个巡检拍摄面的权重值均设定为0.5。[0050]S2、根据选定的所有定点设备设定巡检路线，设定的巡检路线可以经过所有的定点设备，并且在每个定点设备处都有一定空间可以供巡检机器人停靠拍摄，这里对巡检路线的设定为现有技术，不再赘述。[0051]S3、将巡检路线存储在巡检机器人中。[0052]后期执行阶段包括S4至S10；[0053]S4、巡检机器人沿巡检路线前进。[0054]S5、巡检机器人到达巡检路线上的第一个定点设备，获取该定点设备每个巡检拍摄面的图像，记为一次图像。具体的获取方法采用差时获取方法，步骤包括S5.1～S5.4。[0055]S5.1、巡检机器人拍摄其中一个巡检拍摄面的图像，具体的巡检拍摄面的选取拍摄顺序可以不做要求，以最方便巡检机器人拍摄为准，可以是针对不同的巡检面进行同时拍摄，也可以适应性的调整拍摄的时间，这里可以根据定点设备的不同和需求进行调整。[0056]S5.2、巡检机器人对拍摄到的巡检拍摄面的图像赋予绝对时标，因为许多定点设备的维护和故障排除需要精确的时间，因此为每一个图像赋予一个绝对时标，从而记录拍摄该图像的时间，供具体分析，绝对时标的格式采用时分秒格式，如21:10:35，表示21点10分35秒。

[0057]S5.3、巡检机器人将绝对时标存储入巡检拍摄面的图像中，得到该巡检拍摄面的一次图像，绝对时标可以覆盖在图像的左上角。[0058]S5.4、重复进行S5.1～5.3，直到获取所有的一次图像，每个一次图像上均存储有一个绝对时标。[0059]S6、巡检机器人对一次图像进行压缩，得到二次图像。巡检机器人对一次图像进行压缩采用赋权压缩方法，具体步骤包括S6.1～S6.2。[0060]S6.1、巡检机器人将一次图像的长度像素值和宽度像素值与该巡检拍摄面的权重相乘，得到图像赋权像素值长度和宽度赋权像素值。例如获取的三个一次图像的分辨率均为1920×1080，则与权重相乘后，权重值为1的一次图像的赋权像素长度值为1920、赋权宽度像素值为1080，权重值为0.5的两个一次图像的赋权像素长度值为960、赋权宽度像素值为540。

[0061]S6.2、巡检机器人将一次图像的长度像素值和宽度像素值分别压缩到长度赋权像素值和宽度赋权像素值，得到二次图像。三个二次图像的分辨率分别为1920×1080、960×540和960×540。[0062]S7、巡检机器人对二次图像进行融合，得到该定点设备的巡检图像。巡检机器人对二次图像进行融合时采用图像拼接方法，具体步骤包括S7.1～S7.4。[0063]S7.1、巡检机器人对所有巡检拍摄面的权重按照权重值从高到底进行排列，即1、0.5、0.5。

[00]S7.2、巡检机器人根据对排列后的权重进行分组，值相等的权重分为一组，并对所有分组按权重值的大小从高到底进行排列，即第一组的权重值为1，第二组的权重值为0.5。[0065]S7.3、巡检机器人将属于相同分组的巡检拍摄面的二次图像沿长度方向进行拼接，属于不同分组的巡检拍摄面的二次图像沿宽度方向进行拼接，因为第一组只对应一个二次图像，所以无需并列，第二组对应两个二次图像，所以两个二次图像沿长度方向拼接，

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得到分辨率为1920×540的一个图像组合。[0066]S7.4、巡检机器人将拼接后的图像置入到一个空白图像中，空白图像的长度像素值等于第一个分组内所有二次图像的长度像素值的和，空白图像的宽度像素值等于所有分组中图像的宽度像素值的和，得到巡检图像，即得到一个分辨率为1920×1620的巡检图像。[0067]S8、巡检机器人通过无线方式将巡检图像发送给监控中心了，可以采用wifi方式或者移动通信方式。[0068]S9、巡检机器人重复S4～S8直到采集到所有定点设备的巡检图像。[0069]S10、巡检机器人结束一次巡检。[0070]在一次巡检之后，巡检机器人重复S1～S10，以对同样的定点设备进行后续的二次巡检以对另一时段定点设备的状态采集和图像分析，或者其他定点设备的一次巡检。[0071]在本发明中，巡检机器人包括摄像头、与摄像头电连接的处理器和与处理器电连接的无线发送模块，摄像头用于获取一次图像，处理器用于将一次图像压缩成二次图像和将二次图像融合成巡检图像，处理器通过无线发送模块将巡检图像发送给监控中心。现有的智能手机在摄像头品质、处理能力和续航能力方面都有长足的进步，所以在实际应用中，可以直接采用智能手机。巡检机器人还包括用于移动摄像头的机械臂，机械臂设置为三轴机械臂，为成熟的现有技术，机械臂可以根据定点设备的需要和不同而设置为多个或一个，为成熟的现有机械设计技术，这里不再赘述，除此之外，对于巡检机器人的充电，本发明中通过对相应区域的定位和路线规划，当巡检机器人完成第一个巡检点的任务后，按照主控电脑的工作指令，进入下一个巡检点，全部巡检工作结束后，巡检机器人可以自动返回机器人基站，进行二次精确定位，实现巡检机器人充电头和基站充电座的正确对接，进行充电。[0072]监控中心包括监控主机和与监控主机电连接的无线接收模块，无线接收模块与无线发送模块无线连接，无线发送模块和无线接收模块之间的无线通信方式为WIFI、4G移动通信或者5G移动通信，监控中心在得到所有的巡检图像后，即可对其进行分析，此时每个巡检图像上定点设备的不同侧面所占的面积大小不同，最大的为权重最高的侧面，可以对其进行详细分析，从而能够更加精确地获知定点设备的状态信息，较小的为权重较低的侧面，可以对其进行比较简单的分析，从而节约计算力。

[0073]本发明能够根据定点设备的具体情况选定不同的巡检拍摄面，并为每个巡检拍摄面设定权重值，从而在巡检过程中能够根据巡检拍摄面的权重对其图像进行处理，在最终得到的巡检图像中，权重大的巡检拍摄面的图像占用较大的面积，权重小的巡检拍摄面的图像占用较小的面积，实现在确保能够精确地检测到定点设备的状态的同时，压缩巡检图像的大小，节约计算力和网络占用。并且，本发明为不同巡检拍摄面的照片赋予了绝对时标，能够清楚地表现出每张照片拍摄的时间，对于一些对时间敏感的定点设备，能够更加精确地的确定其发生故障的时间，从而快速找到故障原因，实现及时维护和避免故障重复发生的目的。

[0074]在本发明其他的实施方式中，巡检拍摄面的数量可以设置为4个，相应的权重值分别为1、0.5、0.5和0.4，分为三组，第一组的权重值为1，第二组的权重值为0.5，第三组的权重值为0.4。相应的，4个二次图像的分辨率分别为1920×1080、960×540、960×540和768×432。在融合过程中，第二组的两个二次图像拼接成分辨率为1920×540的一个图像组合。最终得到巡检图像的分辨率为1920×2052。

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还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非

排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0076]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。[0077]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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说　明　书　附　图

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图1

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说　明　书　附　图

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图2

图3

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