[發明專利]一種用于封閉式水處理設施的自動巡檢系統

有效

• 申請號: 202011193527.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112184078B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 李翊君;陸繼誠;袁征;樊眾儀
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q10/0635;G06Q10/10;G06Q50/06
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種用于封閉式水處理設施的自動巡檢系統，所述封閉式水處理設施設置有可供自主導航行走裝置行走的頂板，所述自動巡檢系統巡檢封閉式水處理設施以及設施頂板內部的區域，其特征在于，

所述自動巡檢系統包括自主導航行走裝置、可開啟觀察孔裝置、充電站、移動通信網絡、綜合運管平臺；其中，

所述自主導航行走裝置通過搭載視覺傳感器及環境傳感器，在封閉式水處理設施頂板以上進行自主移動定位巡檢，所述封閉式水處理設施頂板以上區域設置特征信息標示，并設置于各巡檢區域的關鍵設備周邊以及可開啟觀察孔裝置附近，所述特征信息標示包含區域定位信息及設備編碼信息，供自主導航行走裝置結合內置地圖實時掃描，獲得巡檢路徑信息，并采用準確的方向姿態迫近；所述自主導航行走裝置包括視覺傳感器、環境傳感器、移動行進模塊、機構執行模塊、通信模塊、定位模塊、電池模塊、存儲模塊；所述環境傳感器包括有毒有害氣體傳感器、溫濕度傳感器和噪聲監測傳感器；所述定位模塊包括激光雷達，利用SLAM技術并輔助深度視覺實現精準定位；

所述視覺傳感器包括高清攝像系統及景深攝像機，該視覺傳感器完成對頂板以上操作層的廣域巡檢以及頂板以下生產層的重點監視，并完成周圍設備環境的熱成像采集，同時通過掃描所述特征信息標示實現對自主導航行走裝置的定位及工位姿態校準；所述環境傳感器設置在所述自主導航行走裝置的底部；

所述可開啟觀察孔裝置設置于封閉式水處理設施上部需進行水面以下觀察監視的區域，自主導航行走裝置通過機械或電動的方式開啟觀察孔裝置，利用可垂直伸縮傳感器支架將視覺傳感器透過頂板觀察孔放置于封閉式水處理設施頂板以下，以進行相應區域視頻圖像數據的采集，并在完成后可關閉可開啟觀察孔裝置；

所述充電站設置于封閉式水處理設施上部區域，自主導航行走裝置在完成巡檢工作后能自主返回充電；

所述移動通信網絡用以提供自主導航行走裝置視頻及環境感知數據上傳綜合運管平臺的網絡傳輸條件；

所述綜合運管平臺實現對自主導航行走裝置的遠程控制，并對所采集圖像與數據進行綜合性分析決策；

所述機構執行模塊包括兩個可垂直伸縮傳感器支架，一個所述可垂直伸縮傳感器支架負責頂板以下生產層區域視覺傳感器的垂直位移，另一個所述可垂直伸縮傳感器支架負責頂板以上操作層區域視覺傳感器的垂直位移，兩個所述可垂直伸縮傳感器支架實現將視覺傳感器設備準確位移至相應位置完成相應數據參數的采集，且搭載視覺傳感器設備的所述可垂直伸縮傳感器支架能單獨被拆卸；

針對封閉式水處理設施頂板以上操作層的巡檢，所述自主導航行走裝置在操作層移動巡檢過程中，通過實時掃描特征信息標示進行區域定位，在到達巡檢區域處，通過視覺傳感器和環境傳感器對需要巡檢的設備與設施進行圖像與數據的采集；

針對封閉式水處理設施頂板以下生產層的巡檢，根據構筑物的梁板布置，劃分巡檢探測區域，在每個探測區域預留一個圓形觀察孔，每個觀察孔上部均設置一個可開啟觀察孔裝置，蓋板上部設置有特征信息標示，用以對每個探測區域進行編碼區分；所述可垂直伸縮傳感器支架伸入所述觀察孔內進行視頻圖像與數據采集，采集完成后所述可垂直伸縮傳感器支架從可開啟觀察孔裝置中取出；所述可開啟觀察孔裝置周邊設置有橡膠密封圈，用以保證對所述圓形觀察孔的良好密封；

所述自動巡檢系統的操作方法，包括以下步驟：

S1、自主導航行走裝置在接到綜合運管平臺的啟動指令后，喚醒并駛離充電站；

S2、自主導航行走裝置沿指定路徑移動，通過掃描特征信息標示結合內置車載地圖對所在區域進行定位；

S3、巡檢移動過程中是否探測到異常情況，包括人員入侵、地面積水、蓋板未關閉；是轉S4，否轉S5；

S4、報警并發送相關異常位置定位信息，存入存儲模塊，復位并返回S2；

S5、所掃描特征信息標示是否為自主導航行走裝置預指定的巡檢區域；是轉S6，否轉S2；

S6、通過特征信息標示信息判斷停留區域執行預設巡檢操作任務，操作層設備運行情況巡檢轉S7，生產層池內巡檢轉S8；

S7、操作層內水泵、風機、管道系統設備的檢查，其包含S7-1、S7-2、S7-3中一種或多種；

S7-1、任務類型為操作層設備巡檢；

S7-2、自主導航行走裝置熱成像攝像機對設備外表面溫度進行測量；

S7-3、自主導航行走裝置噪聲監測傳感器對設備噪聲進行測量；

S8、生產層池內設備運行情況巡檢，其包含S8-1、S8-2、S8-3、S8-4、S8-5；

S8-1、任務類型為生產層池內運行情況巡檢；

S8-2、自主導航行走裝置行駛至相應的可開啟觀察孔裝置；

S8-3、自主導航行走裝置打開可開啟觀察孔裝置；

S8-4、自主導航行走裝置生產層監控設備啟動，可垂直伸縮傳感器支架伸入觀察孔內進行視頻圖像與數據采集；

S8-5、采集完成后可垂直伸縮傳感器支架從可開啟觀察孔裝置中取出，并關閉可開啟觀察孔裝置；

S9、將所采集視頻圖像與數據自動存入存儲模塊，并實時上傳至綜合運管平臺；

S10、是否完成本次巡檢任務，是轉S11，否轉S2；

S11、完成巡檢工作，生成本次巡檢報告，自主導航行走裝置自動返回充電站。

2.根據權利要求1所述的一種用于封閉式水處理設施的自動巡檢系統，其特征在于，其中的綜合運管平臺包括硬件設備層、軟件應用層；所述硬件設備層包括人機交互設備和通信服務設備；所述軟件應用層包括實時監控模塊、智能診斷模塊、巡檢管理模塊和數據統計模塊。