Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用
2013，49（24）1引言220kV 输电线路除冰机器人在线运行过程中会因架空线路上的防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、跳线等障碍物而无法自由运行，这也极大地限制了机器人的工作区间和使用效率。而越障式除冰机器人能够很好地在各种障碍物之间运行，但是在机器人跨越障碍物时，前机械臂行走轮的跟线对中问题也突显出来。为了使行走轮能够准确地挂在电缆上面，前人也提出了很多方法。1991年日本东京电力公司的Sawada 等人就提出了使用超声波传感器，接近开关序列来定位线缆的方法[1]；加拿大魁北克水电研究院的Serge 等人也开展了越障式除冰机器人的研制，而他们的越障动作主要是依赖安装在机器人上的摄像头通过远程遥操作完成的[2]；伍洲等人研制的两臂式
巡检机器人则是利用电磁导航原理实现对线路位置的检测，但是电力传输线中流过的电流会因负载的不同而产生未知波动，这也限制了电磁导航定位线缆位置的精度[3]；中
科院自动化研究所研制的除冰机器人的机械臂对中使用的视觉检测的方法[4]，但是其文章中没有详细介绍相线检测的具体方法，而且图像背景限定条件太多，这也降低了提取的难度。
本文在上述研究的基础上，提出了一种方法简单、成本低廉、适应性强的高压电缆识别定位算法，针对电缆线具有特殊纹理和在一定尺度空间内宽度固定的特点，通过
纹理自相关运算获取图像中纹理能量最强的区域，作为感兴趣区域，再通过狭义霍夫变换找寻合适宽度的直线对，完成电缆直线的搜索定位，解决机械臂越障时的跟线对中问题。经过反复实验表明，该算法具有较强的适应性。2机器人视觉系统介绍
除冰机器人本体如图1所示。机器人采用三臂结构，高压线路除冰机器人越障识别定位算法研究
陈友辉，王耀南，肖赞，董潇健
CHEN Youhui,WANG Yaonan,XIAO Zan,DONG Xiaojian
湖南大学电气与信息工程学院，长沙410082
College of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410082,China
CHEN Youhui,WANG Yaonan,XIAO Zan,et al.Study on obstacle location algorithm of deicing robot on high voltage transmission https://www.doczj.com/doc/769783477.html,puter Engineering and Applications,2013,49（24）：266-270.
Abstract ：A cable location algorithm based on texture recognition is proposed to solve the high-voltage de-icing robot obstacle problem when arm grasps line.According to the periodic characteristics of texture along the direction of the cable within the complex background,the high light reflection and shadow effects are reduced using homomorphic filter.The direction of the texture is calculated by direction field estimation and texture is extracted by Gabor transform.A linear least squares fitting method is used to obtain the final position of the cable within the region of interest.Obstacle tests in the context of different light show the effectiveness of the algorithm.
Key words ：deicing-robot;visual positioning;orientation field estimation;Gabor transform
摘要：针对高压线除冰机器人越障时机械臂对中问题，提出了一种基于电缆线纹理特征的定位算法。根据复杂背景下沿电缆线方向纹理具有周期性的特征，通过对原始图像做同态滤波，减少高光反射和阴影的影响。用方向场估计纹理的方向，利用Gabor 变换进行纹理信息提取，以纹理图像作为感兴趣区域，在感兴趣区域内使用线性最小二乘拟合方法获取电缆线最终位置。通过在不同光线背景下对电缆线定位的对中实验，证明了算法的有效性。
关键词：除冰机器人；视觉定位；方向场估计；Gabor 变换
文献标志码：A 中图分类号：TP242doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1203-0530
基金项目：国家科技支撑计划项目（No.2008BAF36B01）。
作者简介：陈友辉（1986—），男，硕士研究生，主要研究方向为智能机器人系统；王耀南（1957—），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方
向为人工智能；肖赞（1987—），男，硕士研究生，主要研究方向为智能机器人系统；董潇健（1988—），男，硕士研究生，主要研究方向为电路与系统。E-mail ：shuteoliver@https://www.doczj.com/doc/769783477.html,
收稿日期：2012-03-23修回日期：2012-05-08文章编号：1002-8331（2013）24-0266-05
CNKI 出版日期：2012-07-16https://www.doczj.com/doc/769783477.html,/kcms/detail/11.2127.TP.20120716.1500.016.html
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