[發明專利]一種基于視覺的鉆井平臺管柱轉運實時監測方法和系統

在審

• 申請號: 202010597447.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111734324A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 胡忠民
• 申請（專利權）人: 武漢聞道復興智能科技有限責任公司
• 主分類號: E21B19/14
• 分類號: E21B19/14;E21B47/002;G05B19/042
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 崔肖肖;向彬

本發明公開了一種基于視覺的鉆井平臺管柱轉運實時監測方法和系統，包括提供了一種基于視覺的鉆井平臺管柱轉運實時監測方法，包括通過視覺傳感設備采集監測管柱的實時圖像，服務器組對數字圖像信息進行處理和分析得到目標管柱的位姿特征和幾何特征數據，并發送給控制器組，控制器組向智能機械臂發出轉運動作指令完成轉運管柱的動作，監測系統包括至少一個視覺傳感設備、至少一個智能機械臂、控制器組和服務器組，該系統以控制器組為中樞，根據視覺傳感設備采集到的圖像和服務器組處理得到的數據引導智能機械臂自主轉運管柱，實現鉆井平臺上管柱轉運的自動化，提升鉆井平臺作業效率。

技術領域

本發明涉及石油鉆井平臺自動化作業領域，特別是涉及基于視覺的鉆井平臺管柱轉運實時監測方法和系統。

背景技術

隨著石油行業的不斷發展，其對石油的質和量都有了更高的要求。因此，相應的在石油鉆井領域，要求更高的效率和更穩定的質量，所以石油鉆井作業的自動化成為了發展的必然趨勢。為實現鉆井平臺的自動化，多種專用設備用于不同的作業環節，替代了人工作業，提高了作業效率。

但是對于管柱轉運作業由于其作業內容的特殊性，需要實現不同環節間管柱的轉運工作，其難以通過傳統的單一專用設備實現自動化，因此目前仍需要通過人工作業完成。而管柱轉運作業又在整體作業中占據量很大比重，因此管柱轉運的效率對鉆井作業效率有極大影響。所以，采用人工操作的方式會很大程度上限制鉆井作業效率的進一步提升。同時，人工配合轉運管柱的勞動強度大，作業環境惡劣，安全風險高，使得發展無人化的自主管柱轉運方式成為了一種必然。

要實現無人化自主轉運管柱，需首先實現管柱轉運過程的全監測。由于各環節作業過程各不相同，因此解決通用轉運過程自動監測問題，是實現自主管柱轉運的關鍵一環。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于視覺的鉆井平臺管柱轉運實時監測方法和系統，其目的在于通過視覺自主監測智能機械臂轉運作業并引導智能機械臂自主轉運管柱，實現鉆井平臺上管柱轉運環節的完全自動化，提升鉆井平臺作業效率，由此解決無人化自主管柱轉運的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于視覺的鉆井平臺管柱轉運實時監測方法，包括通過視覺傳感設備采集鉆井平臺待測區域內管柱的實時圖像信息，并轉換成所述服務器組能夠讀取的數字圖像，服務器組對數字圖像信息進行處理后，反饋給控制器組，控制器組經過邏輯判斷向智能機械臂發出轉運動作指令，引導智能機械臂自主轉運管柱，其中：

所述服務器組包括圖像數據處理功能模塊、轉運路徑規劃功能模塊、轉運作業監控功能模塊、數據存儲功能模塊、人機交互功能模塊、報警功能模塊、數據通信功能模塊和數據可視化功能模塊，圖像數據處理功能模塊與其他模塊相連，各個模塊之間配合運作，對視覺傳感設備采集到的圖像進行處理和分析。

所述控制器組根據鉆井平臺上管柱的轉運情況安排作業順序，向智能機械臂發出轉運動作指令控制智能機械臂完成實際轉運動作，并且控制器組通過服務器組間接控制視覺傳感設備對鉆井平臺待測區域的監測，同時控制器組與整個鉆井平臺的系統進行交互。

優選地，服務器組的圖像數據處理功能模塊還對所述視覺傳感設備采集到的管柱數字圖像信息進行數據處理得到管柱位姿特征和幾何特征參數，用于后續引導智能機械臂轉運管柱的路徑規劃。

優選地，服務器組內的轉運路徑規劃功能模塊能夠根據所需轉運管柱的幾何特征、位姿特征、轉運作業需求及實際作業場景情況對智能機械臂的路徑進行優化調整，規劃智能機械臂轉運路徑。

優選地，服務器組內的轉運作業監控功能模塊能夠在智能機械臂轉運管柱的過程中，實時監測作業場景，跟蹤管柱的轉運情況并反饋給所述控制器組，控制器組實時更新鉆井平臺的作業需求。

優選地，服務器組內的數據存儲功能模塊實時存儲并匯總鉆井平臺數據，統計管柱物流情況。