[發明專利]一種高鐵箱梁巡檢機器人實現自動巡檢的方法

有效

• 申請號: 202110488656.2
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113190002B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 朱文發;劉思昊;范國鵬;張輝;袁天辰;李立明
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 馬云

本發明公開了一種高鐵箱梁巡檢機器人實現自動巡檢的方法，包括如下步驟：S1、雷達SLAM算法生成地圖；S2、定位巡檢機器人位置、并在地圖中規劃走行路徑；S3、確認巡檢機器人的運動控制方案；S4、控制巡檢機器人移動；S5、采集巡檢機器人的履帶運動量；S6、對高鐵箱梁的內部隱患進行檢測并獲取隱患的絕對位置。本發明可使高鐵箱梁巡檢機器人實現在高鐵箱梁復雜環境下的自動定位、建立地圖及自動走行控制，可以在高鐵箱梁復雜環境下實現對高鐵箱梁快速自動化巡檢，可實現高效、快速、準確、檢測高鐵箱梁內部缺陷，而且缺陷位置可同時進行標記以利于后期維護檢修，可使檢測和維護工作效率得到大幅度提高。

技術領域

本發明是涉及一種高鐵箱梁巡檢機器人實現自動巡檢的方法，屬于高鐵箱梁缺陷檢測技術領域。

背景技術

鐵路高架橋梁能夠確保高鐵線路的平順性，在我國高鐵建設中廣泛應用。箱梁作為高架橋梁的關鍵構件，承受著高鐵軌道傳遞的列車載荷。在各種復雜因素的作用下，箱梁會產生疲勞裂縫，極端情況下會出現疲勞開裂，嚴重威脅高鐵的運行安全。因此實現高鐵箱梁缺陷快速自動化巡檢，為后續的維護保障提供支持是目前亟待解決的問題。

目前，高鐵箱梁的日常維護與維修以高鐵橋隧工的人工巡檢為主。基于目視檢查的人工巡檢，嚴重依賴于檢查人員對結構狀況的定性判斷。這種檢測方式存在檢測效率低、作業環境惡劣、勞動強度大、檢測準確率低、存在安全隱患等問題。

針對上述問題，目前有采用巡檢機器人來對高鐵箱梁進行自動檢測。但是高鐵箱梁內的環境較為復雜(例如：為了排除橋面積水，箱梁內部預設的較多排水管，會使巡檢機器人在運行過程中容易被水管卡住)，導致現有的巡檢機器人難以適應高鐵箱梁內的復雜環境并完成自動化巡檢。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供一種高鐵箱梁巡檢機器人實現自動巡檢的方法，以實現高效、無損、實時檢測出高鐵箱梁內部缺陷，為高鐵的安全運營提供及時預警和有力保障。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高鐵箱梁巡檢機器人實現自動巡檢的方法，包括如下步驟：

S1、雷達SLAM算法生成地圖：使巡檢機器人行駛至待巡檢的高鐵箱梁處，然后利用巡檢機器人上的激光雷達掃描模塊對巡檢機器人的周圍環境進行立體掃描，并將獲取的環境信息傳給巡檢機器人上的處理器，處理器基于雷達SLAM算法生成周圍環境的地圖；

S2、定位巡檢機器人位置、并在地圖中規劃走行路徑：利用巡檢機器人上的GPS定位模塊獲取巡檢機器人自身在環境中的絕對位置信息，并將獲取的絕對位置信息傳遞給處理器；利用巡檢機器人上的姿態檢測模塊獲取巡檢機器人自身在環境中的相對姿態信息，并將獲取的相對姿態信息傳遞給處理器；處理器加載構建好的地圖，結合絕對位置信息和相對姿態信息，通過人工勢場法在地圖中規劃出巡檢機器人的走行路徑；

S3、確認巡檢機器人的運動控制方案：處理器將規劃好的走行路徑傳輸給巡檢機器人上的運動控制處理器，運動控制處理器接收處理器中的路徑信息、姿態信息、位置信息，確認巡檢機器人的運動控制方案，并輸出控制信號量；

S4、控制巡檢機器人移動：運動控制處理器根據運動控制方案將控制信號量輸出至檢機器人上的履帶驅動模塊，然后通過履帶驅動模塊驅動檢機器人的履帶運動，實現巡檢機器人移動；

S5、采集巡檢機器人的履帶運動量：巡檢機器人移動的過程中，設于巡檢機器人履帶驅動軸上的光電編碼器利用其碼盤的轉動生成脈沖電信號，生成的脈沖電信號通過運動控制處理器傳輸到巡檢機器人上的處理器中，實現巡檢檢機器人的履帶運動量的采集；