無障礙的形式作業(yè)，同時該發(fā)明機(jī)器人也可以自主完成障 礙物的躲避等，以適應(yīng)變電站復(fù)雜環(huán)境以及復(fù)雜路面。
[0042] 另一方面，提供一種變電站系統(tǒng)，如圖1-4所示，包括變電站開關(guān)箱和上述的變電 站開關(guān)箱操作移動機(jī)器人，變電站開關(guān)箱前面的路面上鋪設(shè)有矩陣形式的用于表示坐標(biāo)位 置的若干二維碼標(biāo)簽。優(yōu)選的，變電站開關(guān)箱前面的路面上在目標(biāo)位置附近設(shè)置有用于遮 擋對射裝置24的擋板01，該擋板01最好設(shè)置在二維碼之間的空白處且處于二維碼的中線位 置，以不影響二維碼的掃描識別和不干擾機(jī)器人的正常行進(jìn)。
[0043]再一方面，提供一種上述變電站系統(tǒng)中變電站開關(guān)箱操作移動機(jī)器人對變電站開 關(guān)箱進(jìn)行監(jiān)視的方法，包括：
[0044]步驟1:變電站開關(guān)箱操作移動機(jī)器人移動至待監(jiān)視的變電站開關(guān)箱附近，利用二 維碼掃描器讀取地面鋪設(shè)的二維碼標(biāo)簽，通過所讀取的二維碼信息，識別出機(jī)器人的位置； 同時，運(yùn)動控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)器人自身位置與位姿，使機(jī)器人到達(dá)預(yù)先指定的位置;之后，機(jī) 器人繼續(xù)低速行駛，地面擋板通過遮擋對射裝置，機(jī)器人完成位置?？?，實現(xiàn)精確的停止定 位。
[0045] 步驟2:利用機(jī)械臂實現(xiàn)變電站開關(guān)箱的開門，并利用機(jī)械臂所攜帶的視覺傳感系 統(tǒng)對變電站開關(guān)箱內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視；
[0046] 步驟3:監(jiān)視任務(wù)完成后，利用機(jī)械臂實現(xiàn)變電站開關(guān)箱的關(guān)門。
[0047] 本發(fā)明所述機(jī)器人需要精確地完成變電站開關(guān)箱的開門和關(guān)門，變電站開關(guān)箱開 啟后，需要對變電站開關(guān)箱內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，監(jiān)視任務(wù)完成后，機(jī)器人需要把變電站 開關(guān)箱門關(guān)閉，完成變電站開關(guān)箱一次監(jiān)視任務(wù)。
[0048] 所述機(jī)器人經(jīng)遠(yuǎn)程控制行駛到變電站開關(guān)箱位置，若機(jī)器人不能精確地停到預(yù)先 指定的位置，如圖3和4所示方框所框位置，預(yù)先示教好的機(jī)器人機(jī)械臂15則不能精確地需 完成變電站開關(guān)箱的開門和關(guān)門，以及無法對變電站開關(guān)箱內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，因此， 需要所述機(jī)器人自主地進(jìn)行調(diào)整自身位置與位姿，以精確地停到預(yù)先指定的停止位置，保 證機(jī)器人實現(xiàn)精確地變電站開關(guān)箱的開門和關(guān)門，以及對變電站開關(guān)箱內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行 監(jiān)視。
[0049] 本發(fā)明中，需提前對所述需監(jiān)控的變電站開關(guān)箱前以矩陣形式鋪設(shè)二維碼，如圖3 所示鋪設(shè)一定的二維碼標(biāo)簽，兩個二維碼之間的間隔為d，二維碼的長寬均為L，同時由于變 電站環(huán)境較復(fù)雜，設(shè)備與設(shè)備之間可能都為砂石路或其他非硬化，如若變電站開關(guān)箱前不 是硬化路面，需對其一定的區(qū)域的路面進(jìn)行硬化，以滿足需求鋪設(shè)二維碼標(biāo)簽。
[0050] 所述機(jī)器人經(jīng)遠(yuǎn)程控制行駛到變電站開關(guān)箱前鋪設(shè)二維碼區(qū)域，工作人員通過顯 示裝置控制機(jī)器人的?？?，并不能所停靠的位置并不能保證精確性，需機(jī)器人通過讀取地 面鋪設(shè)的二維碼信息，自主調(diào)節(jié)自身的位置與位姿信息。
[0051] 該機(jī)器人所攜帶的二維碼掃描器21讀取機(jī)器人所預(yù)指定位置下的二維碼信息，如 圖4所示方框所框二維碼210位置，實現(xiàn)機(jī)器人的定位。
[0052] 通過所述讀取的二維碼信息，識別出機(jī)器人位置，經(jīng)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)控制驅(qū) 動電機(jī)，調(diào)整機(jī)器人自身位置與位姿，保證機(jī)器人精確地到達(dá)預(yù)先指定的位置，通過地面預(yù) 設(shè)的擋板遮擋機(jī)器人自身攜帶的對射裝置完成位置?？?，實現(xiàn)機(jī)器人精確地停止。比如當(dāng) 本發(fā)明中的機(jī)器人通過自身攜帶的二維碼掃描器讀取到二維碼100的位置時，則機(jī)器人會 自主向預(yù)先指定的二維碼210位置靠近，首先機(jī)器人會通過控制驅(qū)動電機(jī)實現(xiàn)履帶行走兩 個二維碼之間2*d距離，每個二維碼之間的距離均為d，二維碼的長寬均為L，行駛至二維碼 110位置，機(jī)器人再次通過自身攜帶的二維碼掃描器讀取到二維碼110的位置信息，機(jī)器人 會進(jìn)一步地向預(yù)先指定的二維碼210位置靠近，機(jī)器人會通過控制驅(qū)動電機(jī)實現(xiàn)履帶行走 兩個二維碼之間2*d距離，行駛至預(yù)先指定的二維碼210位置，完成一次精確的位置調(diào)節(jié)，到 達(dá)所指定的二維碼201位置之后，機(jī)器人繼續(xù)以低速向變電站開關(guān)箱直線行駛，直到地面鋪 設(shè)的擋板01遮擋住機(jī)器人自身攜帶的對射裝置24,機(jī)器人停止行走完成位置?？浚瑢崿F(xiàn)精 確地停止定位，其他位置調(diào)節(jié)與?？吭硗?，具體所述如下：
[0053]所述鋪設(shè)的二維碼為變電站特定區(qū)域電子坐標(biāo)地圖（在電子坐標(biāo)地圖中，將所述 二維碼視為一點(diǎn)，下同），假設(shè)所述機(jī)器人預(yù)先停到二維碼電子坐標(biāo)A(Xl，yi)，機(jī)器人需停止 到電子坐標(biāo)B( Xn，yn)，如圖5所示，機(jī)器人所攜帶的二維碼掃描器掃描讀取二維碼A電子坐標(biāo) 信息（xi，yi)，機(jī)器人進(jìn)行坐標(biāo)信息對比，如若:xi<x n以及yi<yn，則機(jī)器人進(jìn)行軌跡調(diào)整， 先進(jìn)行X坐標(biāo)調(diào)整，然后進(jìn)行Y坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，每次調(diào)整的距離為d，那么從A到B的調(diào)整軌跡 (xi,yi)^(xi+i,yi)^(xi+2,yi)^ · ··· · ^(xn-i,yi)^(xn,yi)^(xn,yi+i)^(xn,yi+2) -.......4(Xn，yn-d - Ujn)，完成位置與位姿的調(diào)整，如圖5虛線表示;并且每調(diào)整一次 二維碼位置，均進(jìn)行一次位置與位姿的對比與矯正，如若從A坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行下一步位姿的調(diào)整 時，所檢測的坐標(biāo)信息為坐標(biāo)點(diǎn)M(Xm，ym)，則表明機(jī)器人位姿調(diào)整發(fā)生了偏移，偏移角為：
[0054] 0=arctan[(ym-yi)/ (xm-xi)]
[0055] 那么機(jī)器人需自身進(jìn)行Θ角的位姿調(diào)整，之后再按照上述原理進(jìn)行調(diào)整，直到到達(dá) 指定停止位置坐標(biāo)B( Xn，yn)位置，完成機(jī)器人位置與位姿的調(diào)整，機(jī)器人所調(diào)節(jié)的精度與二 維碼長寬L有關(guān)，本實施例中，二維碼長寬L取lcm，機(jī)器人所攜帶的二維碼掃面器讀取1/2及 以上時，即可識別二維碼信息，所以機(jī)器人的定位進(jìn)度誤差在±5mm，實現(xiàn)較精確的位置與 位姿的調(diào)整，到達(dá)所指定的二維碼位置之后，機(jī)器人繼續(xù)以低速向變電站開光箱直線行駛， 直到地面鋪設(shè)的擋板遮擋住機(jī)器人自身攜帶的對射裝置，機(jī)器人停止行走完成位置停靠， 實現(xiàn)精確地停止定位。
[0056] 由于二維碼鋪設(shè)在變電站戶外復(fù)雜環(huán)境中，以及長時間的暴露，為提高所述機(jī)器 人實現(xiàn)二維碼區(qū)域的精確定位與提取，采用邊緣增強(qiáng)和梯度信息相結(jié)合，算法流程如圖6所 示，包括：
[0057]步驟11:通過二維碼掃描器采集的二維碼圖像信息50,由于存在光照的影響，使圖 像信息過亮或過暗等，需對所采集的圖像信息50進(jìn)行采樣、灰度化、對比度拉伸等初始化51 操作，提高二維碼黑白對比度；
[0058]步驟12:由于所輸入的圖像中可能包含大量的噪聲與邊緣紋理信息，故本發(fā)明中 采用Max-Min差分521操作，減少一些較小的噪聲信息，同時還可以增強(qiáng)二維碼目標(biāo)區(qū)域， Max-Min差分基本表達(dá)式如下：
[0061]其中，D(x，y)為二維碼目標(biāo)區(qū)域;0 < x<w;0 < y<h;w與h分別為圖像信息的高和 寬;max和min分別表示圖像區(qū)域內(nèi)的最大值與最小值，經(jīng)處理后抑制部分噪聲，使二維碼區(qū) 域更好的突顯出來，再利用Canny算法進(jìn)行邊緣提取以及邊緣增強(qiáng)522處理所采集的圖像信 息，首先通過高斯卷積對圖像進(jìn)行高斯平滑處理，然后對平滑后的圖像進(jìn)行微分操作，得到 梯度圖，再采用非最大抑制算法尋找圖像中的可能邊緣點(diǎn)，最后通過雙門限閾值遞歸尋找 圖像邊緣點(diǎn)，得到單像素寬度邊緣，經(jīng)52處理后過濾掉所采集圖像的大部分噪聲，得到較好 的候選目標(biāo)區(qū)域邊緣；
[0062] 步驟13:圖像中的大部分噪聲處理后，再進(jìn)行水平和垂直投影法53濾除一些不規(guī) 貝1J、孤立的噪聲，盡可能保留候選二維碼目標(biāo)區(qū)域，根據(jù)閾值初步確定二維碼的候選區(qū)域位 置；
[0063]步驟14:在所述步驟13得到的結(jié)果上，對候選區(qū)進(jìn)行形態(tài)學(xué)54操作使各候選目標(biāo) 連通起來形成連通域，結(jié)合所述步驟12給出的初定位和二維碼的邊緣分布，連接被分割開 的候選區(qū)；通過二維碼的尺度信息及形態(tài)學(xué)操作形成的前景區(qū)去除錯誤的候選區(qū)，最終精 確定位目標(biāo)區(qū)域；
[0064]步驟15:輸出結(jié)果55,實現(xiàn)二維碼區(qū)域的精確定位與提取。
[0065]機(jī)器人到達(dá)預(yù)先指定的二維碼210位置后，由地面擋板01遮擋對射裝置24使機(jī)器 人停止到精確位置，通過機(jī)器人機(jī)械臂15所攜帶所述視覺傳感系統(tǒng)16中的視覺傳感器進(jìn)行 識別機(jī)器人機(jī)械臂的位姿，通過機(jī)械臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1