[發明專利]一種自治遙控水下機器人水下管道檢測跟蹤系統及檢測方法

在審

• 申請號: 201310443625.0
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103488175A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 孫兵;朱大奇;鄧志剛;顏明重;白樺;顧誠誠
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

1.一種自治遙控水下機器人水下管道檢測跟蹤系統，其特征在于，該檢測跟蹤系統包含：下位機（10）和上位機（20），所述的下位機（10）設置在水面下的水下機器人上，所述的上位機（20）設置在水面母船上，該下位機（10）與該上位機（20）通過光纖相連接；

所述的下位機（10）包含：傳感器模塊（11）、光視覺模塊（12）、嵌入式控制器（13）及水下光端機（14）；所述的傳感器模塊（11）、所述的光視覺模塊（12）分別與所述的嵌入式控制器（13）的信號輸入端相連接，該嵌入式控制器（13）的信號輸出端與所述的水下光端機（14）信號輸入端相連接；

所述的上位機（20）包含：水上光端機（21）、水面監控模塊（22）及手操器（23）；所述的手操器（23）與所述的水面監控模塊（22）電路連接，該水面監控模塊（22）與所述的水上光端機（21）電路連接；

所述的水下光端機（14）與所述的水上光端機（21）通過光纖相連接，通過串口通信實現數據傳輸。

2.如權利要求1所述的自治遙控水下機器人水下管道檢測跟蹤系統，其特征在于，所述的光視覺模塊（12）包含：光學成像傳感器（121）、云臺（122）及輔助照明燈（123）；所述的光學成像傳感器（121）、所述的輔助照明燈（123）分別設置在所述的云臺（122）上；所述的光學成像傳感器（121）的信號輸出端與所述的嵌入式控制器（13）的信號輸入端相連接。

3.如權利要求1所述的自治遙控水下機器人水下管道檢測跟蹤系統，其特征在于，所述的傳感器模塊（11）包含：深度傳感器（111）、速度傳感器（112）、姿態傳感器（113）、聲納傳感器（114）、電池監控傳感器（115）及推進器監控傳感器（116）；所述的深度傳感器（111）的信號輸出端、速度傳感器（112）的信號輸出端、姿態傳感器（113）的信號輸出端、聲納傳感器（114）的信號輸出端、電池監控傳感器（115）的信號輸出端及推進器監控傳感器（116）的信號輸出端分別與所述的嵌入式控制器（13）的信號輸入端相連接。

4.如權利要求1所述的自治遙控水下機器人水下管道檢測跟蹤系統，其特征在于，所述的水面監控模塊（22）包含：主處理器（221）、圖像采集卡（222）、可編程邏輯控制器PLC（223）、以太網交換機（224）、CAN總線通訊模塊（225）及水面監控面板（226）；所述的主處理器（221）分別與所述的圖像采集卡（222）的輸出端、所述的CAN總線通訊模塊（225）的輸出端相連接，該主處理器（221）與所述的以太網交換機（224）電路連接；該以太網交換機（224）與所述的可編程邏輯控制器（223）電路連接；該以太網交換機（224）通過所述的水上光端機（21）與所述的下位機（10）電路連接；該可編程邏輯控制器（223）與所述的手操器（23）通過所述的水面監控面板（226）電路連接。

5.一種用于如權利要求1-6中任意一個所述的自治遙控水下機器人水下管道檢測跟蹤系統的檢測方法，其特征在于，該方法包含如下幾個步驟：

步驟1，所述的手操器（23）設置在手動操作模式下，將自治遙控水下機器人引導到水下管道起始點的上方；

步驟2，所述下位機（10）的光視覺模塊（12）的光學成像傳感器（121），進行實時采集水下管道的周圍圖像信息；通過所述下位機（10）的傳感器模塊（11）進行實時采集水下管道內水下機器人的深度信息、速度信息、姿態信息、前方圖像信息、電池狀態信息及推進器狀態信息；

步驟3，所述的下位機（10）的嵌入式控制器（13）分別接收并處理所述的光視覺模塊（12）實時水下管道的周圍圖像信息、所述的傳感器模塊（11）的傳感信號，通過所述的水下光端機（14）傳輸到所述的上位機（20）；

步驟4，所述的上位機（20）的水面監控模塊（22）通過所述的水下光端機（14）及所述的水上光端機（21）接收實時水下管道信息進行識別、處理，并轉化為實際導航信息；

步驟5，所述的上位機（20）的水面監控模塊（22）對自治遙控水下機器人所處環境復雜程度的識別，通過形成的自治遙控水下機器人實際導航信息，確定并控制對自治遙控水下機器人實施自動控制方式或是手動控制方式，?使自治遙控水下機器人完成水下管道的檢測。