[發明專利]一種基于巡檢機器人的隧道安防檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202011452761.2
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112643719A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 楊坤;張永生;楊森;張斌;田克超;孫志周;楊國慶;劉強;呂向陽
• 申請（專利權）人: 國網智能科技股份有限公司
• 主分類號: B25J19/02
• 分類號: B25J19/02;G01D21/02;G08B19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發明公開了一種基于巡檢機器人的隧道安防檢測方法及系統，包括：實時獲取隧道內可見光圖像信息，基于所述圖像信息獲取火焰的輪廓圖像，提取輪廓圖像的分形維數并與預設閾值進行比較，判斷是否發生火災；測量檢測點表面的反光度以及巡檢機器人距離地面的距離值，根據所述距離值計算對應的檢測點水位高度，分別比較反光度和水位高度與相對應的設定閾值的大小，確定是否進行水位報警。本發明通過激光掃描儀和超聲波測距的方法測量隧道內是否有積水，避免了檢測設備和水直接接觸，具備較好的可靠性；另外，利用激光和超聲兩種原理的檢測手段，降低了單一檢測手段帶來的誤判風險，提高了積水檢測的準確率。

技術領域

本發明涉及電力系統隧道安全檢測技術領域，尤其涉及一種基于巡檢機器人的隧道安防檢測方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

城市電纜作為電力運輸的主要載體，其重要性越來越高，因此，電纜隧道的日常巡視和檢修工作越來越重要。

由于電纜隧道內環境復雜，存在火災、積水、有害氣體等安全隱患，用機器人巡檢替代人工巡檢的方式，大大提高了隧道內巡檢工作的效率，減少了人工巡檢的工作量。

目前，隧道的安防檢測主要包括人員入侵檢測、火災檢測、電纜破損檢測、積水檢測以及易燃易爆氣體檢測等；發明人發現，現有的隧道安防檢測仍然存在如下技術問題：

(1)現有的隧道內防入侵人員定位方式是通過RFID進行定位，但是RFID無驗證功能，容易被仿制。或者通過固定視頻探頭位置進行人員定位，但是無法進行人員持續跟蹤與實時動態精準定位。

(2)現有的隧道內積水檢測，常用的方法是在隧道內部容易積水區域，部署水位探測裝置。這種方法能夠解決部分積水檢測問題。但存在兩方面不足，一是當出現積水時，裝置本身要部分甚至全部浸泡在水中，一些老舊設備，防水性能下降，容易損壞；另一方面，由于檢測點只部署在容易積水的區域，檢測效果有限，無法對地面積水面積、影響范圍作出預估以及后續排出積水需要多長時間，無法對積水有視覺上的感知，并需要人為現場確認水情。

(3)對電纜外皮破損主要是依據振動光纖判定電纜是否發生振動，但是無法判斷電纜是否已經破損以及對破損復檢確認。

(4)現有的安防檢測系統目前沒有對防爆氣體作出綜合檢測，只是對單一某種氣體進行監測，單一條件下，無法對隧道內氣體危險程度作出綜合預測與判斷，無法標出危險范圍。

(5)目前的基于深度學習方法進行火焰識別的方法主要通過顏色模型提取火焰的顏色作為特征，顏色相近的物體區分性較差，無法準確的對火焰進行識別。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種基于巡檢機器人的隧道安防檢測方法及系統，通過在線監測設備與人工智能相結合，能夠進行異物、破皮、防爆氣體、電纜、水位及火災等的智能檢測。

根據本發明實施例的第一個方面，提供了一種基于巡檢機器人的隧道安防檢測方法，包括：

實時獲取隧道內可見光圖像信息，基于所述圖像信息獲取火焰的輪廓圖像，提取輪廓圖像的分形維數并與預設閾值進行比較，判斷是否發生火災；

測量檢測點表面的反光度以及巡檢機器人距離地面的距離值，根據所述距離值計算對應的檢測點水位高度，分別比較反光度和水位高度與相對應的設定閾值的大小，確定是否進行水位報警。

其中，分形維數的提取方法，具體為：將分形放在一個均勻分割的網格上，通過對網格的逐步精化，查看所需覆蓋數目的變化，從而計算出計盒維數；

或者，根據分形維數的變化來判斷火的大小情況。