(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 202211000630.X (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200126 上海市浦东 新区源深路1 122 号 申请人 上海睿深电子科技有限公司 (72)发明人 邵宇鹰　王枭　彭鹏　袁国刚　 柯楠　何诚硕　姜黛琳　 (74)专利代理 机构 上海元好知识产权代理有限 公司 31323 专利代理师 包姝晴　张妍 (51)Int.Cl. G01H 9/00(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 用于电力巡检机器人的非接触式振动信号 采集系统及方法 (57)摘要 本发明公开一种用于电力巡检机器人的非 接触式振动信号采集系统及方法， 所述振动信号 采集系统包含： 机器人本体、 安装在所述机器人 本体上的采集分析装置， 所述采集分析装置用于 获取被测设备的振动特征值； 以及与所述机器人 本体通迅连接的终端监控平台， 所述终端监控平 台用于根据被测设备的振动特征值进行显示及 预警处理。 本发 明通过采集并分析被测设备的高 速视觉图像， 从而在非接触模式下得到被测设备 的振动特征值， 再传输至终端终端监控平台进行 显示及预 警处理， 其检测效率高， 装置简单， 成本 较低。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115389004 A 2022.11.25 CN 115389004 A 1.一种用于电力巡检机器人的非接触式振动信号采集系统， 其特 征在于， 包 含： 机器人本体， 采集分析装置， 所述采集分析装置位于所述机器人本体上， 用于采集并分析被测设备 的高速视觉图像， 以得到被测设备的振动特 征值； 终端监控平台， 其与所述机器人本体通讯连接， 用于根据被测设备的振动特征值进行 显示、 预警处 理。 2.如权利要求1所述的非接触式振动信号采集系统， 其特征在于， 所述机器人本体上设 有通讯平台， 所述 通讯平台与所述终端监控平台无线通讯连接 。 3.如权利要求1所述的非接触式振动信号采集系统， 其特征在于， 所述采集分析装置包 含： 图像采集模块， 其用于非接触式采集被测设备的高速 视觉图像； 数据处理模块， 其与所述图像采集模块连接， 用于对所述被测设备的视觉 图像信息进 行处理， 以得到被测设备的振动特 征值； 通讯模块， 其与所述机器人本体通讯连接， 用于将被测设备的振动特征值传输至所述 机器人本体上。 4.如权利要求3所述的非接触式振动信号采集系统， 其特征在于， 所述采集分析装置还 包含光照模块， 其用于在采集被测设备 的高速视觉图像时对被测设备进行补光， 所述光照 模块与图像采集模块同步工作。 5.如权利要求3所述的非接触式振动信号采集系统， 其特征在于， 所述采集分析装置还 包含： 存储模块， 其用于储存被测设备的振动特征值， 减少所述通讯模块的数据传输数量， 并 避免在采集分析装置通讯失效时造成数据的丢失； 电源模块， 电源 模块用于对 采集分析装置进行 供电。 6.如权利要求3所述的非接触式振动信号采集系统， 其特征在于， 所述通讯模块与 所述 机器人本体无线通讯连接或有 线通讯连接 。 7.一种利用权利要求1 ‑6任一项所述的非接触式振动信号采集系统进行振动信号采集 的方法， 其特 征在于， 包 含以下步骤： 采集并分析被测设备的高速 视觉图像， 以得到该设备的振动特 征值； 将该振动特 征值传输 至终端监控平台进行显示及预警处 理。 8.如权利要求7所述的非接触式振动信号采集方法， 其特征在于， 所述分析被测设备的 高速视觉图像以得到该设备的振动特 征值的方法， 包 含： a、 对所采集的高速 视觉图像进行 滤波去噪处理； b、 对滤波后的图像进行增强处 理； c、 对增强后的图像进行设备的振动位移提取， 得到该设备的原 始振动信号； d、 根据该设备的原始振动信号， 并结合该设备的振动特性， 计算得到设备的振动特征 值。 9.如权利要求8所述的非接触式振动信号采集方法， 其特征在于， 所述对增强后的图像 进行设备的振动位移提取， 以得到该设备的原 始振动信息的方法， 包 含以下步骤： 对增强后的图像进行卷积运算， 获得t0时刻的图像θ方位的局部相位φθ(x,y,t0)和局权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389004 A 2部振幅Aθ(x,y,t0)： φθ(x,y,t0)＝m(4) 式中， I(x,y,t0)表示在空间位置(x,y)处和t0时刻的增强后的图像的亮度， 表 示复数滤波器， m表示常数， 意味着随着时间的推移相位的局部相位恒定轮廓不变； 公式(4)两边分别对时间t求偏导， 得到： 式中， u和v分别表示图像x， y轴方向上的速度； 求解式(5)可 得： 式中， 和 再对式(6)进行积分求 解， 即可得到该设备的原 始振动信号Δy： 式中， η表示一个极小的正数， 目的是防止分母为0； α 表示位移系数， 用于将速度转换为 位移， β 为下采样倍 率。 10.如权利要求8所述的非接触式振动信号采集方法， 其特征在于， 所述设备的振动特 征值包括： 主频、 主频比重及频率复杂度， 其中， 主频表示频域信号 最大幅值对应的频率： A1＝argmax(Xf) 其中， Xf表示频率振动信号； 主频比重表示频域信号 最大幅值占频谱总能量比重： 其中， Xfi表示第i频点的振动幅值； 频率复杂度表示各频率下谐波比重与其自然对数的加权和， 反映的是设备整体机械稳 定性状态： 其中， 表示50Hz及其谐波频点的振动幅值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389004 A 3