[發(fā)明專利]一種地下管道智能檢測機器人及智能檢測方法

有效

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• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110174136B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 柳景斌;熊劍;王澤民;譚智;黃百川;張廣東;高鵬
• 申請（專利權）人: 武漢大學;武漢市勘察設計有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01C21/16;G01S19/45;G01S19/47
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發(fā)明公開了一種地下管道智能檢測機器人及智能檢測方法，智能檢測機器人包括移動機器人本體、若干傳感器；本發(fā)明首先標定傳感器之間以及傳感器與移動機器人本體之間的相對位置和姿態(tài)信息；然后移動機器人本體在管道空間自主移動，傳感器實時獲取數(shù)據(jù)；計算確定移動機器人本體在數(shù)據(jù)采集移動過程中的精確位置；根據(jù)移動機器人本體的位置和傳感器的相對位置和姿態(tài)信息，計算傳感器數(shù)據(jù)空間位置，并配準融合不同傳感器數(shù)據(jù)，得到融合的管道空間多源空間數(shù)據(jù)；最后從融合的多源傳感器數(shù)據(jù)中智能識別提取管道的幾何形狀和屬性現(xiàn)狀信息，并為這些信息標注空間位置；本發(fā)明實現(xiàn)了地下管道現(xiàn)狀檢測數(shù)據(jù)采集自動化和管道現(xiàn)狀信息識別和提取過程的智能化。

技術領域

本發(fā)明屬于特種測繪技術裝備領域，涉及一種地下管道智能檢測機器人及智能檢測方法，具體涉及一種利用北斗GNSS衛(wèi)星定位、慣性導航與環(huán)境感知傳感器集成的一體化管道智能檢測機器人及智能檢測方法。

背景技術

地下管道(如城市排水管網(wǎng))是“城市靜脈”，是城市安全穩(wěn)定運行的基礎，是智慧城市建設的重要內(nèi)容,現(xiàn)代化的地下管道系統(tǒng)成為衡量一個城市基礎設施完善程度和城市管理水平的重要標志之一。管道檢測是實現(xiàn)對地下管道精細化管理和預防性修復的前提，對維護城市功能正常運轉(zhuǎn)，確保生命財產(chǎn)安全是十分必要的。比如污水和雨水管道承擔著城市污水收集和雨水排除任務，其有效發(fā)揮功能是保障城市安全運行、保障生命財產(chǎn)安全的前提，因此，全國各大中城市都在大力建設“智慧水務”系統(tǒng)。

由于地下管道的不可見性，總是等到發(fā)生事故時才被人們重視，造成大量的經(jīng)濟損失，甚至給生命財產(chǎn)安全帶來隱患。目前，普遍公認的解決辦法是在地下管道建設竣工和使用階段應定期對管道現(xiàn)狀進行測繪，對潛在的結構性和功能性損壞進行檢測并及時修復。對管道現(xiàn)狀進行測繪檢測是進行精細化管理和預防性修復的前提。為此，2014年國務院辦公廳出臺《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》中明確要求“普查管線的規(guī)模大小、位置關系、功能屬性”等。由于管道環(huán)境的特殊性復雜性，人員難以直接到達，常規(guī)測繪方法難以實施。國內(nèi)外對地下管道檢測機器人了較多研發(fā)，如特瑞升、雷迪世紀和中儀物聯(lián)等公司的管道機器人代表了目前國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界的最高水平。但從管道檢測服務行業(yè)來看，現(xiàn)有管道檢測技術和裝備有兩大缺陷，不能滿足：

1)智能化程度較低，主要靠人眼判讀數(shù)據(jù)(如CCTV視頻(閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)Closed-Circuit Television))，管道檢測耗時耗力，需要較長時間暫停管道使用，甚至需要開挖路面；

2)在管道內(nèi)缺乏全球地理坐標系框架下的精密參考位置，無法對檢測數(shù)據(jù)進行空間定位，不能與“智慧城市”其他系統(tǒng)或?qū)ｎ}GIS系統(tǒng)自動融合，降低了數(shù)據(jù)的有效利用和系統(tǒng)整體效能發(fā)揮(如對決策的支持效率和自動化程度)。

現(xiàn)代“智慧城市”亟須新的地下管道智能檢測方法和裝備，達到高效率的數(shù)據(jù)采集和智能化的管道現(xiàn)狀檢測，以最大程度保障城市功能的正常運轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種新型自動化、智能化地下管道智能檢測方法和管道檢測機器人及智能檢測方法。

本發(fā)明的智能檢測機器人所采用的技術方案是：一種地下管道智能檢測機器人，其特征在于：包括移動機器人本體、若干傳感器；

所述移動機器人本體，用于在地下管道空間自主移動；

所述若干傳感器，分別用于所述移動機器人本體在地下管道空間內(nèi)外移動時進行自主定位、用于采集高精度融合測繪數(shù)據(jù)，并為這些數(shù)據(jù)提供地理空間位置參考；所述高精度融合測繪數(shù)據(jù)包括采集管道空間內(nèi)圖像、三維激光點云、深度圖像；

所述若干傳感器固定設置在所述移動機器人本體上，并通過導線一一與所述移動機器人本體中設置的中央處理器連接，所述傳感器采集的信息通過所述移動機器人本體中設置的通訊模塊傳輸?shù)酵獠繑?shù)據(jù)處理中心進行數(shù)據(jù)處理。

本發(fā)明的智能檢測方法所采用的技術方案是：一種地下管道智能檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：