自适应玻璃绝缘子擦拭平台的制作方法

1.本发明涉及玻璃绝缘子领域，尤其涉及一种自适应玻璃绝缘子擦拭平台。

背景技术：

2.由于玻璃绝缘子表层的机械强度高，使表面不易发生裂缝。玻璃的电气强度一般在整个运行期间保持不变，并且其老化过程比瓷要缓慢得多，因此玻璃绝缘子主要由于自损坏而报废，在运行第一年内发生，可是瓷绝缘子的缺陷只有在运行几年以后才开始发现。
3.采用玻璃绝缘子，可以取消在运行过程中绝缘子进行的带电定期预防性试验。这是因为钢化玻璃的每种损坏都会造成绝缘子的破坏，运行人员在巡线时很容易发现它。当绝缘子损坏时，钢帽和铁脚附近的玻璃碎片被卡住，绝缘子剩余部分的机械强度足以防止绝缘子串断脱。玻璃绝缘子自破率是衡量产品质量的重要指标之一，也是当前输电工程招、投标时评标的质量依据。
4.当前，玻璃绝缘子由于其外层的透明特性，导致其污染程度能够直观被检测。然而，由于玻璃绝缘子处于高空高压的特种场景下，如果采用人工模式对污染程度进行判断以及执行人工擦拭操作，需要至少两人参与方能保证安全施工，从而耗费了大量的人工成本和时间成本。

技术实现要素：

5.为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种自适应玻璃绝缘子擦拭平台，能够借助玻璃绝缘子的外层材料透明的特性，采用针对性设计的机械结构和视觉检测结构完成自动化污染程度判断操作以及自动化擦拭操作，从而实现对人工模式的有效替换。
6.相比较于现有技术，本发明至少具备以下两处突出的实质性特点：
7.(1)对当前玻璃绝缘子的成像区域的参考灰度值是否超限判断当前玻璃绝缘子的污染程度是否过度，进而为玻璃绝缘子的自动擦拭提供关键数据；
8.(2)引入包括固定结构、机械手臂结构、绝缘杆体和棉纱块的针对性设计的机械手臂机构，用于为当前玻璃绝缘子的自适应擦拭提供可靠的硬件资源。
9.根据本发明的一方面，提供了一种自适应玻璃绝缘子擦拭平台，所述平台包括：
10.自动行进机构，设置在玻璃绝缘子所在的供电线路上，用于在所述供电线路上行进；
11.机械手臂机构，设置在所述自动行进机构上，包括固定结构、机械手臂结构、绝缘杆体和棉纱块，所述固定结构的底部设置在所述自动行进机构的顶部上，所述固定结构的顶部安置有所述机械手臂结构，所述绝缘杆体的底部设置在所述机械手臂结构上，所述绝缘杆体的顶部设置有棉纱块，所述棉纱块用于在所述机械手臂结构的驱动下实现对其前方的玻璃绝缘子的擦拭操作，所述机械手臂结构用于在接收到灰度超限命令时，启动对其前方的玻璃绝缘子的擦拭操作的驱动动作；
12.微型成像机构，设置在所述绝缘杆体的顶部，设置在所述棉纱块的附近，用于对所
述棉纱块前方的玻璃绝缘子的成像操作，以获得当前时刻对应的即时图像帧；
13.信号检测机构，设置在所述自动行进机构内部的控制盒体内，与所述微型成像机构连接，用于检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘；
14.定向提升机构，设置在所述控制盒体内，用于对所述即时图像帧中的各个边缘执行锐化操作，以获得对应的定向提升图像；
15.对象识别设备，与所述定向提升机构连接，用于基于玻璃绝缘子的外观轮廓检测所述定向提升图像中的一个以上的玻璃绝缘子对象分别所在的一个以上的图像分块，将面积最大的图像分块作为参考图像分块输出；
16.信息解析设备，与所述对象识别设备连接，用于获取所述参考图像分块的各个构成像素分别对应的各个灰度值，并对所述各个灰度值进行从大到小的排序以获得灰度值队列，将所述灰度值队列中央位置的灰度值作为代表灰度值输出；
17.命令触发设备，分别与所述机械手臂结构和所述信息解析设备连接，用于在接收到的代表灰度值大于预设灰度限量时，发出灰度超限命令；
18.其中，检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素；
19.检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘还包括：将所述即时图像帧中各个边缘像素组合成所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘。
20.根据本发明的另一方面，还提供了一种自适应玻璃绝缘子擦拭方法，所述方法包括使用一种如上述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，用于在针对性设计的擦拭机构的硬件基础上基于当前玻璃绝缘子的成像区域的参考灰度值是否超限判断是否需要对当前玻璃绝缘子执行自动擦拭操作。
21.本发明的自适应玻璃绝缘子擦拭平台运行智能、具有一定的自动化水准。由于能够借助玻璃绝缘子的外层材料透明的特性，采用针对性设计的机械结构和视觉检测结构完成自动化污染程度判断操作以及自动化擦拭操作，从而提升了玻璃绝缘子管理的自动化水准。
具体实施方式
22.下面将对本发明的自适应玻璃绝缘子擦拭平台的实施方案进行详细说明。
23.玻璃绝缘子由经过钢化处理的玻璃制成的绝缘子。其表面处于压缩预应力状态，如发生裂纹和电击穿，玻璃绝缘子将自行破裂成小碎块，俗称
″
自爆
″
。这一特性使得玻璃绝缘子在运行中无须进行
″
零值
″
检测。
24.玻璃绝缘子是用来支持导线并使其绝缘的器件。该绝缘子器件由玻璃制成，称为玻璃绝缘子；目前用在线路中最广泛的是钢化玻璃绝缘子。绝缘子主要是用来将导线固定在电杆等，并使导线与电杆等绝缘。绝缘子是高压输电线路的关键部件之一，其性能优劣直接影响到整条输电线路的运行安全。玻璃绝缘子因为零值自破、容易维护等特点而得到广泛应用。
25.当前，玻璃绝缘子由于其外层的透明特性，导致其污染程度能够直观被检测。然
而，由于玻璃绝缘子处于高空高压的特种场景下，如果采用人工模式对污染程度进行判断以及执行人工擦拭操作，需要至少两人参与方能保证安全施工，从而耗费了大量的人工成本和时间成本。
26.为了克服上述不足，本发明搭建了一种自适应玻璃绝缘子擦拭平台，能够有效解决相应的技术问题。
27.根据本发明实施方案示出的自适应玻璃绝缘子擦拭平台包括：
28.自动行进机构，设置在玻璃绝缘子所在的供电线路上，用于在所述供电线路上行进；
29.机械手臂机构，设置在所述自动行进机构上，包括固定结构、机械手臂结构、绝缘杆体和棉纱块，所述固定结构的底部设置在所述自动行进机构的顶部上，所述固定结构的顶部安置有所述机械手臂结构，所述绝缘杆体的底部设置在所述机械手臂结构上，所述绝缘杆体的顶部设置有棉纱块，所述棉纱块用于在所述机械手臂结构的驱动下实现对其前方的玻璃绝缘子的擦拭操作，所述机械手臂结构用于在接收到灰度超限命令时，启动对其前方的玻璃绝缘子的擦拭操作的驱动动作；
30.微型成像机构，设置在所述绝缘杆体的顶部，设置在所述棉纱块的附近，用于对所述棉纱块前方的玻璃绝缘子的成像操作，以获得当前时刻对应的即时图像帧；
31.信号检测机构，设置在所述自动行进机构内部的控制盒体内，与所述微型成像机构连接，用于检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘；
32.定向提升机构，设置在所述控制盒体内，用于对所述即时图像帧中的各个边缘执行锐化操作，以获得对应的定向提升图像；
33.对象识别设备，与所述定向提升机构连接，用于基于玻璃绝缘子的外观轮廓检测所述定向提升图像中的一个以上的玻璃绝缘子对象分别所在的一个以上的图像分块，将面积最大的图像分块作为参考图像分块输出；
34.信息解析设备，与所述对象识别设备连接，用于获取所述参考图像分块的各个构成像素分别对应的各个灰度值，并对所述各个灰度值进行从大到小的排序以获得灰度值队列，将所述灰度值队列中央位置的灰度值作为代表灰度值输出；
35.命令触发设备，分别与所述机械手臂结构和所述信息解析设备连接，用于在接收到的代表灰度值大于预设灰度限量时，发出灰度超限命令；
36.其中，检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素；
37.检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘还包括：将所述即时图像帧中各个边缘像素组合成所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘。
38.接着，继续对本发明的自适应玻璃绝缘子擦拭平台的具体结构进行进一步的说明。
39.在所述自适应玻璃绝缘子擦拭平台中：
40.所述命令触发设备还用于在接收到的代表灰度值小于等于所述预设灰度限量时，发出灰度未超限命令；
41.其中，所述机械手臂结构还用于在接收到灰度未超限命令时，停止对其前方的玻璃绝缘子的擦拭操作的驱动动作。
42.在所述自适应玻璃绝缘子擦拭平台中：
43.基于玻璃绝缘子的外观轮廓检测所述定向提升图像中的一个以上的玻璃绝缘子对象分别所在的一个以上的图像分块，将面积最大的图像分块作为参考图像分块输出包括：将检测的一个以上的图像分块进行面积的从小到大的排序，将序号数值最大的图像分块作为参考图像分块。
44.在所述自适应玻璃绝缘子擦拭平台中：
45.基于玻璃绝缘子的外观轮廓检测所述定向提升图像中的一个以上的玻璃绝缘子对象分别所在的一个以上的图像分块，将面积最大的图像分块作为参考图像分块输出还包括：每一个玻璃绝缘子对象所在图像分块的面积为所述玻璃绝缘子对象在所述定向提升图像中占据的像素的数量。
46.在所述自适应玻璃绝缘子擦拭平台中：
47.所述对象识别设备、所述信息解析设备和所述命令触发设备都设置在所述控制盒体内。
48.在所述自适应玻璃绝缘子擦拭平台中：
49.当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素包括：获取所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素各自的红分量值、绿分量值和蓝分量值。
50.在所述自适应玻璃绝缘子擦拭平台中：
51.当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素还包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的红分量值的差值的绝对值大于红分量差值阈值时，判断所述像素为边缘像素。
52.在所述自适应玻璃绝缘子擦拭平台中：
53.当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素还包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的绿分量值的差值的绝对值大于绿分量差值阈值时，判断所述像素为边缘像素。
54.在所述自适应玻璃绝缘子擦拭平台中：
55.当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素还包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的蓝分量值的差值的绝对值大于蓝分量差值阈值时，判断所述像素为边缘像素。
56.同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种自适应玻璃绝缘子擦拭方法，所述方法包括使用一种如上述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，用于在针对性设计的擦拭机构的硬件基础上基于当前玻璃绝缘子的成像区域的参考灰度值是否超限判断是否需要对当前玻璃绝缘子执行自动擦拭操作。
57.另外，玻璃绝缘子的作用是有方向性的，这是在果蝇实验中发现的。果蝇
(d.melanogaster)的黄基因座y上插入转座子gypsy后，会造成有些组织中的y基因失活，但有些组织中y基因仍然有活性，其原因在于转座子gypsy的一端有一个玻璃绝缘子序列。当gypsy在》/基因座的不同位置上插入时，对基因的活性有不同的效应。这是因为y基因的活性受4个增强子调控，当玻璃绝缘子正好插在启动子的上游时，就在翅肩(wing blade)和躯体上皮(body cuticle)组织中阻断基因的活化(来自上游的增强子)，但不阻断在刚毛(bristles)和跗足(farsal claws)组织中y基因的表达(来自下游的增强子)。
58.由于有些增强子位于启动子上游，有些位于下游，所以玻璃绝缘子的效应并不取决于玻璃绝缘子同启动子的相对位置。因此，对玻璃绝缘子效应的方向性的原因还没有真正弄清楚。目前已发现有两个基因座以反式活化方式影响玻璃绝缘子的功能。基因s2j(hw)编码的核蛋白识别玻璃绝缘子，玻璃绝缘子同其结合后才有绝缘作用。当该基因突变后，尽管y基因座中插入了玻璃绝缘子，但失去了绝缘作用，y在所有组织中都表达。另一个基因座是mod(mdg 4)，该基因发生突变后，其效应正好与su(hw)相反，即这些突变型都增强了绝缘作用，使玻璃绝缘子的绝缘效应不再有方向性而得到扩展，也就是阻断了上游和下游两侧的增强子的效应。有一种解释认为先是su(hw)同玻璃绝缘子dna结合后，使玻璃绝缘子有绝缘效应。mod(mdg4)同su(hw)结合，使玻璃绝缘子失去绝缘效应；突变的mod(mdg4)不能同su(hw)结合，于是玻璃绝缘子又增强了绝缘作用。
59.出于说明和介绍目的，在前面已经提供了本发明的示意性实施例的说明。这里不打算穷尽本发明或者将本发明限于公开的精确形式。显然地，许多改进和变化对本领域的技术人员将变得显而易见。选择并介绍示意性实施例以便最好地解释本发明的原理和它的实际应用，由此使其它本领域技术人员能够理解本发明的各种实施例，并且各种修改的例子同样适用于所构想的特殊应用。本发明的范围由下面的权利要求及其等同物来限定。

技术特征：

1.一种自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于，所述平台包括：自动行进机构，设置在玻璃绝缘子所在的供电线路上，用于在所述供电线路上行进；机械手臂机构，设置在所述自动行进机构上，包括固定结构、机械手臂结构、绝缘杆体和棉纱块，所述固定结构的底部设置在所述自动行进机构的顶部上，所述固定结构的顶部安置有所述机械手臂结构，所述绝缘杆体的底部设置在所述机械手臂结构上，所述绝缘杆体的顶部设置有棉纱块，所述棉纱块用于在所述机械手臂结构的驱动下实现对其前方的玻璃绝缘子的擦拭操作，所述机械手臂结构用于在接收到灰度超限命令时，启动对其前方的玻璃绝缘子的擦拭操作的驱动动作；微型成像机构，设置在所述绝缘杆体的顶部，设置在所述棉纱块的附近，用于对所述棉纱块前方的玻璃绝缘子的成像操作，以获得当前时刻对应的即时图像帧；信号检测机构，设置在所述自动行进机构内部的控制盒体内，与所述微型成像机构连接，用于检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘；定向提升机构，设置在所述控制盒体内，用于对所述即时图像帧中的各个边缘执行锐化操作，以获得对应的定向提升图像；对象识别设备，与所述定向提升机构连接，用于基于玻璃绝缘子的外观轮廓检测所述定向提升图像中的一个以上的玻璃绝缘子对象分别所在的一个以上的图像分块，将面积最大的图像分块作为参考图像分块输出；信息解析设备，与所述对象识别设备连接，用于获取所述参考图像分块的各个构成像素分别对应的各个灰度值，并对所述各个灰度值进行从大到小的排序以获得灰度值队列，将所述灰度值队列中央位置的灰度值作为代表灰度值输出；命令触发设备，分别与所述机械手臂结构和所述信息解析设备连接，用于在接收到的代表灰度值大于预设灰度限量时，发出灰度超限命令；其中，检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素；检测所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘还包括：将所述即时图像帧中各个边缘像素组合成所述即时图像帧中的两边图像内容颜反差超限的各个边缘。2.如权利要求1所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于：所述命令触发设备还用于在接收到的代表灰度值小于等于所述预设灰度限量时，发出灰度未超限命令；其中，所述机械手臂结构还用于在接收到灰度未超限命令时，停止对其前方的玻璃绝缘子的擦拭操作的驱动动作。3.如权利要求2所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于：基于玻璃绝缘子的外观轮廓检测所述定向提升图像中的一个以上的玻璃绝缘子对象分别所在的一个以上的图像分块，将面积最大的图像分块作为参考图像分块输出包括：将检测的一个以上的图像分块进行面积的从小到大的排序，将序号数值最大的图像分块作为参考图像分块。4.如权利要求3所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于：
基于玻璃绝缘子的外观轮廓检测所述定向提升图像中的一个以上的玻璃绝缘子对象分别所在的一个以上的图像分块，将面积最大的图像分块作为参考图像分块输出还包括：每一个玻璃绝缘子对象所在图像分块的面积为所述玻璃绝缘子对象在所述定向提升图像中占据的像素的数量。5.如权利要求4所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于：所述对象识别设备、所述信息解析设备和所述命令触发设备都设置在所述控制盒体内。6.如权利要求5所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素包括：获取所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素各自的红分量值、绿分量值和蓝分量值。7.如权利要求6所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素还包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的红分量值的差值的绝对值大于红分量差值阈值时，判断所述像素为边缘像素。8.如权利要求6所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素还包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的绿分量值的差值的绝对值大于绿分量差值阈值时，判断所述像素为边缘像素。9.如权利要求8所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，其特征在于：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的颜反差超限时，确定所述像素为边缘像素还包括：当所述即时图像帧中的某一个像素所在水平像素行上所述像素两边相邻像素的蓝分量值的差值的绝对值大于蓝分量差值阈值时，判断所述像素为边缘像素。10.一种自适应玻璃绝缘子擦拭方法，所述方法包括提供一种如权利要求1-9任一所述的自适应玻璃绝缘子擦拭平台，用于在针对性设计的擦拭机构的硬件基础上基于当前玻璃绝缘子的成像区域的参考灰度值是否超限判断是否需要对当前玻璃绝缘子执行自动擦拭操作。

技术总结

本发明涉及一种自适应玻璃绝缘子擦拭平台，包括：机械手臂机构，包括固定结构、机械手臂结构、绝缘杆体和棉纱块，信息解析设备，用于获取参考图像分块的各个构成像素分别对应的各个灰度值，并对所述各个灰度值进行从大到小的排序以获得灰度值队列，将所述灰度值队列中央位置的灰度值作为代表灰度值输出；命令触发设备，用于在接收到的代表灰度值大于预设灰度限量时，发出灰度超限命令。本发明的自适应玻璃绝缘子擦拭平台运行智能、具有一定的自动化水准。由于能够借助玻璃绝缘子的外层材料透明的特性，采用针对性设计的机械结构和视觉检测结构完成自动化污染程度判断操作以及自动化擦拭操作，从而提升了玻璃绝缘子管理的自动化水准。水准。