一种变电站立体全景图像采集装置的制作方法

本发明涉及变电站图像采集，尤其是一种变电站立体全景图像采集装置。

背景技术：

1、电力是国民经济的基础与工业的粮食。随着电力系统的规模不断扩大，保障电力系统安全运行成为电力行业中的重中之重，变电站是电力系统的基石与枢纽，是电网建设与发展的核心，对变电站进行有效的安全检测与维护具有十分重要的意义。变电站的图像信息采集是变电站运维过程中一项非常重要的事情，通过获得变电站的实时图像来对变电站的状态进行有效的监测，目前，现有的变电站其占地轮廓大致为一个矩形，现有的图像采集往往是通过巡检机器人来完成，图像采集过程智能化程度低、且图像采集鲁棒性差的问题。

2、变电站上的设备存在一些核心部位，这些核心部位的状况决定着变电站的稳定水平，核心部位可以理解为“关键点”，现有进行全面的三维图像采集时，因会使用多个摄像头，因为多个摄像头的不同步，难以捕捉到全面的“关键点”所在平面的单帧图片。

3、同样的，在进行连续视频采集时，巡检机器人往往包括行走机构和其上侧的摄像头，单个巡检机器人在对矩形的变电站进行巡检时，受视角原因，不能获得完整的立体现实图像，当采用多个巡检机器人及实现图片采样时，在对同一目标进行采样时，受限于位置和时间上的不同步，难以获得同步的完整的立体全景图像，造成图像采集准确率下降，严重影响巡检数据的有效性。如采用现有轨道式固定线路进行采集的方式，仍然会因为机械磨损、滑轨积雪或囤积障碍物的原因造成预置位出现偏差。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中出的当采用多个巡检机器人及实现图片采样时，在对同一目标进行采样时，受限于位置和时间上的不同步，难以获得同步的完整的立体全景图像，造成图像采集准确率下降，严重影响巡检数据的有效性的的缺陷，本发明提供了一种变电站立体全景图像采集装置，在轨道上设置多个用于摄像头同步的纠偏机构，在摄像头运行到变电站的关键点处，进行预先的纠偏，首先保证变电站关键点的图片精准，从而增加图像采集的准确率，保证巡检数据的有效性。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种变电站立体全景图像采集装置，包括标记在变电站上的若干关键点，得到标记点a、b、c…n，变电站的外围设有轨道，轨道上设有能够并行滑动的两个移动底座，每个移动底座均通过同一驱动装置控制，每个移动底座的顶端均设有云台，每个云台上通过转板连接有朝向变电站的摄像头和红外相机，轨道上设有与关键点相对应的触敏开关，移动底座滑过触敏开关时，摄像头和红外相机能够对关键点所在平面进行抓拍，移动底座上设有纠偏机构，纠偏机构包括固定设置在移动底座内侧的电机，电机的主轴末端固定连接有丝杆，丝杆的外侧滑动设有滑块，滑块的顶端与云台的底端固定连接，通过云台的移动实现两个摄像头和红外相机的同步。本发明设置固定的轨道，轨道上的多个摄像头和红外相机对变电站进行图像的有效获取，多个摄像头和红外相机通过同一套驱动装置进行驱动，从而在一定程度上克服多个摄像头三维立体采集时因异步带来的不稳定性和不准确性；在轨道上设置多个用于摄像头同步的纠偏机构，在摄像头运行到变电站的关键点处，进行预先的纠偏，首先保证变电站关键点的图片精准，从而增加图像采集的准确率，保证巡检数据的有效性。通过纠偏机构对移动底座的位置进行纠偏，纠偏操作可以在经过触敏开关前进行，纠偏时，电机转动，电机带动丝杆转动，丝杆的转动带动滑块和云台实现位置补偿。

3、作为本发明的进一步改进，驱动装置包括设置在轨道两端的电机箱，电机箱的内侧固定连接有电机，电机的输出端固定连接有卷线轴，同侧轨道上的两个卷线轴上缠绕有同一个拉绳，轨道的内侧设有滑槽，拉绳滑动设置在滑槽的内侧，拉绳的外侧固定连接有连接架，连接架的顶端与移动底座的底端固定连接。当需要使移动底座带动摄像头和红外相机向一侧运动时，使该侧电机箱内侧的电机正转，另一侧电机箱内的电机反转，该侧电机带动其输出端的卷线轴转动实现收线，拉绳逐渐向该侧电机运动，拉绳通过连接架带动移动底座运动实现对摄像头和红外相机的移动，从而实现全景的立体图像采集，其中，云台及其上侧结构的重量由轨道进行承担。

4、作为本发明的进一步改进，还包括能够使得云台在滑槽尽头转向的转向机构，转向机构包括在云台内部转动设置的齿环和滑槽尽头处的齿条，云台的内部转动设有转轴，转轴与转板的底端固定连接，转轴的外侧固定连接有棘轮，齿环的内侧通过铰链转动设置有棘爪，棘爪与齿环的内侧之间设有扭簧，当齿环逆时针转动时，棘爪能够带动棘轮逆时针转动。能够实现摄像头和红外相机在轨道尽头处的自动转向，在摄像头和红外相机的归途中，实现反方向的图片采集，在棘轮和棘爪的作用下，转板只能够进行逆时针的转动，这种设置可以使齿条进入云台后，在齿环和齿条的相对运动下，齿环带动棘轮、摄像头和红外相机转向，使摄像头和红外相机朝向变电站，在移动底座离开后，棘爪会滑过棘轮，棘轮不会跟随齿环转动，从而维持更改后的摄像头和红外相机角度。

5、作为本发明的进一步改进，齿条在同侧轨道上的位置呈中心对称状设置，齿条的长度不同，用于改变齿环在行程终点处的转动度数，摄像头与转板之间存在x角，齿环在两个终点的转动度数分别为2x和360°-2x，云台中心对称设有供齿条穿过的通孔，齿条能够进入到云台内并与齿环相啮合，当云台运动到行程尽头后，齿条能够带动齿环转动。齿环的转动角度可以由齿条的长度所决定，通过设置齿条的合适长度可以实现对摄像头和红外相机的精准转向，因为摄像头与转板之间存在x角，为了使摄像头和红外相机始终朝向变电站，摄像头与转板在两个终点的转动角度是不同的，分别为2x和360°-2x。

6、作为本发明的进一步改进，转轴的外侧固定连接有阻尼块，阻尼块的外缘存呈正多边形设置，转向机构还包括在云台内部对称设置的两个支撑杆，支撑杆靠近转轴的一侧设有弹性伸缩杆，弹性伸缩杆的一端固定连接有夹板，移动底座移动过程中，所述夹板能够夹住阻尼块的外缘直线部来增加转轴的转动阻尼。为了防止摄像头与转板在运动的过程中因为震动等原因出现晃动，本发明还在摄像头与转板的转轴上设置阻尼机构，转轴的外侧固定连接有阻尼块，阻尼块会受到夹板的夹紧力，从而产生阻尼力，用于防止摄像头与转板的晃动，阻尼块的外缘存呈正多边形设置，这种设置能够进一步增加阻尼块与夹板之间的阻尼力。

7、作为本发明的进一步改进，轨道的行走边为倾斜设置，云台上设置有激光发射器，轨道的两端设有连接框，连接框的内侧设有亮度传感器，连接框朝向激光发射器的一侧设有透光板，透光板的反光率朝向轨道的端口处逐渐增大，通过两个亮度传感器获得亮度数值的比对实现对两个移动底座位置是否存在误差的判断。受到轨道状况的影响，如轨道上积雪，磨损等情况，多个摄像头的运动可能还会存在异步性，本发明还可以设置有用于对多个摄像头运动是否同步的检测机构，当将轨道的行走边设置呈倾斜状时，随着移动底座的行走，设置在云台上的激光发射器发射在透光板上的位置也会出现变化，在同步情况下，两侧激光发射器在发射在透光板上的位置应该是相同的，当出现异步情况时，两侧激光发射器在发射在透光板上的位置不同，此时，两侧透光板对光源的反射率会存在差异，因为透光板的反光率朝向轨道的端口处逐渐增大，在前的移动底座对应的连接框亮度会低于在后的移动底座对应的连接框亮度，从而实现对同步性的检测。

8、作为本发明的进一步改进，轨道的截面呈三角形设置，滑槽的顶端两侧均通过铰链转动连接有遮挡片，滑槽的内侧固定连接有防止遮挡片嵌入滑槽的限位块，限位块与遮挡片之间设有拉簧,连接架的前端及后端均固定连接有用于遮挡片升起的凸块，凸块上设有第二倾斜面，凸块的前端高处低于遮挡片。为了防止杂物进入到轨道的内侧，影响移动底座的同步性，本发明将轨道的截面设置呈三角形，便于杂物的滑落，本发明在滑槽的顶端设置有遮挡片，遮挡片通过限位块防止下陷如海草，连接架上设置有前置的凸块，连接架运动时，凸块会首先将遮挡片升起，从而防止遮挡片对移动底座的运动造成阻碍，同时的，遮挡片升起可以将杂物在重力的作用下排出轨道；设置的第二倾斜面存在斜型的过渡，便于凸块将遮挡片顺利顶起。

9、作为本发明的进一步改进，移动底座的前后两端均固定连接有用于将积雪向外扫动的第一倾斜面，第一倾斜面由前到后逐渐变宽，第一倾斜面由上到小逐渐变窄。第一倾斜面可以在轨道堆雪时，将雪及时的铲除，第一倾斜面由前到后逐渐变宽的设置可以将雪向轨道的外侧剥离，第一倾斜面由上到小逐渐变窄的设置可以使轨道上的雪存在下压力，从而及时的实现对雪的清除。

10、与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

11、1、本发明设置固定的轨道，轨道上的多个摄像头和红外相机对变电站进行图像的有效获取，多个摄像头和红外相机通过同一套驱动装置进行驱动，从而在一定程度上克服多个摄像头三维立体采集时因异步带来的不稳定性和不准确性；

12、2、本装置能够实现摄像头和红外相机在轨道尽头处的自动转向，在摄像头和红外相机的归途中，实现反方向的图片采集，在棘轮和棘爪的作用下，转板只能够进行逆时针的转动，这种设置可以使齿条进入云台后，在齿环和齿条的相对运动下，齿环带动棘轮、摄像头和红外相机转向，使摄像头和红外相机朝向变电站，在移动底座离开后，棘爪会滑过棘轮，棘轮不会跟随齿环转动，从而维持更改后的摄像头和红外相机角度；

13、3、受到轨道状况的影响，如轨道积雪，磨损等情况，多个摄像头的运动可能还会存在异步性，本发明还可以设置有用于对多个摄像头运动是否同步的检测机构，当将轨道的行走边设置呈倾斜状时，随着移动底座的行走，设置在云台上的激光发射器发射在透光板上的位置也会出现变化，在同步情况下，两侧激光发射器在发射在透光板上的位置应该是相同的，当出现异步情况时，两侧激光发射器在发射在透光板上的位置不同，此时，两侧透光板对光源的反射率会存在差异，因为透光板的反光率朝向轨道的端口处逐渐增大，在前的移动底座对应的连接框亮度会低于在后的移动底座对应的连接框亮度，从而实现对同步性的检测；

14、4、为了防止杂物进入到轨道的内侧，影响移动底座的同步性，本发明将轨道的截面设置呈三角形，便于杂物的滑落，本发明在滑槽的顶端设置有遮挡片，遮挡片通过限位块防止下陷如海草，连接架上设置有前置的凸块，连接架运动时，凸块会首先将遮挡片升起，从而防止遮挡片对移动底座的运动造成阻碍，同时的，遮挡片升起可以将杂物在重力的作用下排出轨道；设置的第二倾斜面存在斜型的过渡，便于凸块将遮挡片顺利顶起；

15、5、本发明中的第一倾斜面可以在轨道堆雪时，将雪及时的铲除，第一倾斜面由前到后逐渐变宽的设置可以将雪向轨道的外侧剥离，第一倾斜面由上到小逐渐变窄的设置可以使轨道上的雪存在下压力，从而及时的实现对雪的清除。