(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210899799.7 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 广东海洋大学 地址 524088 广东省湛江市麻章区海大路1 号 (72)发明人 周永雄　 (74)专利代理 机构 北京国坤专利代理事务所 (普通合伙) 11491 专利代理师 赵红霞 (51)Int.Cl. G06V 20/52(2022.01) G06V 20/70(2022.01) G06T 7/90(2017.01) G06T 7/194(2017.01) G06T 7/136(2017.01)G06T 7/13(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) H04L 67/10(2022.01) H04L 67/125(2022.01) H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 一种电缆隧道智能巡 检机器人 (57)摘要 本发明属于电缆隧道检测技术领域， 公开了 一种电缆隧道智能巡检机器人， 设置有数据采集 模块、 数据预处理模块、 中央控制模块、 数据分析 模块、 电缆故障定位模块、 充电模块、 清扫模块、 通信模块、 云服务模块和远程监控终端； 数据采 集模块设置有温湿度采集模块、 图像采集模块、 空气流动量采集模块、 空气质量检测模块。 本发 明通过设置有数据采集模块， 检测电缆隧道中的 环境参数， 并通过摄像头获取电缆隧道中的环境 图像和电缆的状态图像， 为电缆隧道的安全性， 提供相应的数据参考， 以确保后续电缆隧道和电 缆的安全运行； 同时能够确保电缆隧道中故障检 修人员的安全； 通过设置有数据预处理模块， 对 获取的数据进行预处理， 有利于后续对数据的处 理分析。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115410144 A 2022.11.29 CN 115410144 A 1.一种电缆隧道智能巡检机器人， 其特 征在于， 所述电缆隧道智能巡检机器人包括： 数据采集模块， 通过在巡检机器人安装多种传感器， 用以检测电缆隧道中的环境参数， 并通过摄 像头获取电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像； 数据预处理模块， 通过数据预处理程序对获取的 电缆隧道中的环境参数、 电缆隧道中 的环境图像和电缆的状态图像进行 预处理； 数据分析模块， 根据获取的 电缆隧道中的环境参数、 电缆隧道中的环境图像和电缆的 状态图像， 对电缆隧道和电缆的安全性进行分析评价； 电缆故障定位模块， 根据电缆在电缆隧道中的故障位置进行定位， 发送对应的坐标； 充电模块， 通过充电口识别程序对充电口进行识别， 并通过机械手将充电枪插入到巡 检机器人充电口上； 清扫模块， 根据获取的 电缆隧道中的环境图像数据， 利用清扫结构对电缆隧道中的地 面进行清扫。 中央控制模块， 中央控制模块通过设置有控制器， 分别与数据采集模块、 数据预处理模 块、 数据分析模块、 电缆故障定位模块、 充电模块和清扫模块连接， 用于协调各个模块的正 常运行。 2.如权利要求1所述电缆隧道智能巡检机器人， 其特征在于， 所述电缆隧道智能巡检机 器人还包括： 通信模块， 与中央控制模块连接， 通过设置有通信设备， 用以实现中央控制模块分别与 云服务模块和远程 监控终端之间的数据交 互， 实现数据的传输； 云服务模块， 与中央控制模块连接， 通过设置有云服务器， 利用大数据处理技术对巡检 机器人获取的数据进行处 理； 远程监控终端， 与中央控制模块连接， 通过设置有远程监控终端设备， 用以进行远程控 制和监控。 3.如权利要求1所述电缆隧道智能巡检机器人， 其特 征在于， 所述数据采集模块包括： 温湿度采集单元， 通过在巡检机器人上安装温湿度检测传感器， 用以检测电缆隧道中 的温湿度； 图像采集单元， 通过在巡检机器人上安装摄像头， 用以获取电缆隧道中的环境图像和 电缆的状态图像； 空气流动量采集单元， 通过在巡检机器人上安装空气流动量检测传感器， 用以检测电 缆隧道中的空气流动量； 空气质量检测单元， 通过在巡检机器人上安装空气质量检测传感器， 用以检测电缆隧 道中的空气质量。 4.如权利要求1所述电缆隧道智能巡检机器人， 其特征在于， 所述数据 预处理模块对电 缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像进行 预处理时的具体过程 为： 根据获取的电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像， 建立对应的图像预处 理集合； 通过图像灰度化处理方法对获取的电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像进行灰 度化处理； 灰度化处理完成后， 通过图像增强中的图像滤波方式对灰度化的电缆隧道中的环境图 像和电缆的状态图像进行 滤波增强；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115410144 A 2电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像增强处理完成后， 通过图像二值化方法对图 像进行二 值化处理。 5.如权利要求4所述电缆隧道智能巡检机器人， 其特征在于， 所述图像灰度化处理方法 对获取的电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像进行 灰度化处 理的具体过程 为： 根据获取的电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像， 建立YUV的颜色空间； 在YUV的颜色空间中， 设定Y的分量为电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像的亮 度； 通过RGB和YUV颜色空间的变化关系， 建立亮度Y与R、 G、 B三个颜色分量的对应关系； 所 述亮度Y与R、 G、 B三个颜色 分量的对应关系为： Y＝0.3R+0.59G+0.1 1B； 根据建立的对应关系， 对全部的环境图像和电缆的状态图像进行处理， 分别得出各个 图像的亮度， 作为各个图像的灰度值。 6.如权利要求4所述电缆隧道智能巡检机器人， 其特征在于， 所述通过图像增强中的图 像滤波方式对灰度化的电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像进行滤波增强的具体过 程为： 根据灰度化完成的电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像， 建立对应的圆形去噪模 板； 将圆形去噪模板放置在电缆隧道中的环境图像和电缆的状态图像中， 确定圆形去噪模 板放置区域中的各个 像素对应的灰度值； 将灰度值按照一定的顺序进行排列， 取中间灰度值作为圆形去噪模板的像素； 不断移动建立的圆形去噪模板， 直至对 全部图像处 理完成。 7.如权利要求4所述电缆隧道智能巡检机器人， 其特征在于， 所述通过图像二值化方法 对图像进行二 值化处理， 包括： 定义灰度图像为一幅大小为M ×N的具有S个色阶的图像X， 其中S的取值范围为(0～ 255)， 定义xmn为图像X中像素点(m， n)处的像素灰度值， 定义 μX(xmn)为像素点(m， n)具有指定 属性的隶属度值， 定义模糊集表达式为： X＝{xmn, μX(xmn)} 其中， m＝0,1, …,M‑1； n＝0,1…,N‑1； 0≤ μX(xmn)≤1； 定义h(g)为 图像X中具有灰度级g的像素个数， 根据给定的分割阈值t， 将图像X分割成 前景和背景两部分， 分别计算出前景和背景两部 分的像素个数Np和Nb， 以及灰度 平均值 μp和 μb， 并定义隶属度函数： 3)对二值化处理后的图像进行 形态学的闭操作， 得到图像预处 理后的最终图像。 8.如权利要求1所述电缆隧道智能巡检机器人， 其特征在于， 所述数据 预处理模块对环 境参数进行 预处理的方法包括： 1)提取连续时间段内的环境参数数据作为一个环境参数数据集， 设为Z， 其中每个环境权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115410144 A 3