[发明专利]一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能化机器人，尤其涉及一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人。

背景技术

随着城市的快速发展，国内电力隧道的长度每年增长上千公里，隧道内电力电缆及各种电力设施的安全运行严重影响着供电的可靠性和稳定性。目前对隧道的巡检方式依然以人工巡视和电力监控系统相结合，存在以下问题：1）巡视人员在隧道内主要关注电缆的蠕动变形情况、电缆和隧道外观、电力隧道金属构件锈蚀情况以及隧道积水情况，巡视工作内容逐渐单一，隧道内人员巡视工作效率低。2）智能监控系统安装在隧道内的固定位置，是一种固定、离散的监测系统，该系统有覆盖面大、运行比较稳定可靠，但也存在着不能实现对隧道内情况的完全覆盖，当发生紧急情况时无法将现场情况第一时间内最清晰地采集到监控中心，无法在必要时对隧道或电缆的特定部位采取有效处理措施等缺点。

发明内容

本发明即是为了解决以上问题，提供一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人，机器人具有智能精确定位，智能化跟踪，智能避障，智能成像，智能测距，智能控制功能，通过多功能智能化巡检机器人的实施，可以实现对重点电力隧道的不间断智能机器人巡检，取代人工巡检；同时，还可以实现对电力隧道内突发性事件的现场处理，在第一时间采取最有效的处理措施，相对传统的人工干预，有其快速、安全、高效的优势，同时当发生紧急情况时可以将现场情况第一时间内最清晰地采集到监控中心，可以实现在必要时对隧道或电缆的特定部位采取有效处理措施。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人包括车体，在车体顶部设有驱动轮和从动轮，在车体上设有智能定位模块、智能化跟踪模块、智能避障模块、智能成像模块、智能测距模块和智能控制模块。

所述一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人，在隧道内的移动轨迹可以实现智能精确定位。所述智能定位模块采用高精度定位模块与直流低压智能伺服电机为基础，在铝合金轨道内预埋RFID非接触卡，在机器人上安装超高速近场RFID读写器，通过RFID非接触卡和RFID精确定位读写器之间的信息交互，可以标识出电缆接头、重点巡检部位、道岔、井口穿越点、转弯点等位置，实现每个巡检位置的精确定位。轨道是一种专门特制加工的铝合金型材，它是多功能智能化巡检机器人的主体支撑轨道。

机器人在运动中的定位信息，以RFID非接触卡的精确定位信息为参照，用驱动轮的转速计算出机器人运动中的定位信息。具体方法为：机器人启动后，首先自动寻找参考点（起点）；之后机器人运动根据驱动轮旋转的圈数与轮子的周长计算出运动的相对位置，当运动过程中检测到RFID非接触卡后，机器人自动进行定位信息调整。每经过一个RFID精确定位卡自动校准一次定位信息，保证运动中模糊定位的精确性。

所述一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人，具有智能化跟踪功能。所述智能化跟踪模块对进入隧道的人员、动物以及异常情况进行实时跟踪并向监控中心同步上报情况，如状态信息、图像信息等，同时可进行相应的智能化处理，如声光提示、指示、报警以及自动操控等。智能化跟踪功能又包括红外感应跟踪，图像识别分析跟踪，人工手动跟踪及隧道物联网网络联动跟踪。所述图像识别分析跟踪，又分为机器人联网视频图像后台分析跟踪和机器人嵌入式视频分析仪独立分析跟踪。

所述一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人，具有智能避障功能。所述智能避障模块采用人体红外探测，激光雷达探测，对隧道内工作人员和障碍物进行探测，当探测到的障碍物在减速区域内时系统自动降速并发出声光警示信号，探测到的障碍物出现在刹车区内机器人将紧急刹车并报警；当探测到的障碍物或人员消失后，机器人还有未完成任务时，机器人将继续之前的任务。当机器人监测到有障碍物时，机器人的视觉系统会自动对准障碍物，进行视频分析。

所述一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人，具有智能成像功能。智能成像模块采用运动过程中图像稳定技术，还有移动式红外成像技术。通过智能成像，可以实现隧道内电缆接头的安全检测。

所述运动过程中图像稳定技术，硬件上采用微机械陀螺仪作为云台姿态和转速的测量器件，采用DSP进行姿态角、角速度采样与控制补偿。因此机器人可以获得摄像头在惯性坐标系下的姿态角度；可以根据指令精确控制云台转角和转速，也可智能补偿由于云台本体运动产生的角度偏差，实时补偿因机器人抖动对摄像头姿态的影响；具有高精度、高可靠性的特点，能满足机器人高速移动时的图像稳定。