[发明专利]矿用巡检机器人的巡检系统及巡检机器人群的巡检方法

说明书

本发明属于矿山巡检机器人技术领域，具体涉及一种矿用巡检机器人的巡检系统及巡检机器人群的巡检方法，包括主控单元和监控单元。主控单元包括采集模块、通信模块、红外测距模块、边缘检测模块、图像识别模块和多智能体模块。其中，多智能体模块包括位置智能体、姿态智能体、速度智能体、避障智能体、路径规划智能体和协调智能体。监控单元主要包括图像处理模块、存储模块、显示模块、电源模块、人机交互模块和通讯模块。主控单元通过数据采集、图像处理和识别、路径规划帮助机器人完成巡检任务。监控单元用于远程对机器人下达巡检指令、紧急通知、变更指令。多个矿用巡检机器人协同避障及巡检路径规划，可以有效提高巡检效率和安全程度。

技术领域

本发明属于矿山巡检机器人技术领域，具体涉及一种矿用巡检机器人的巡检系统及巡检机器人群的巡检方法。

背景技术

采煤工作面环境复杂(噪声大、能见度低、阴暗潮湿、易发生火灾、水灾和瓦斯爆炸等)、作业难度大、劳动强度大，因此采煤领域是目前危险指数最高的工作之一。随着数字矿山、智能开采、“少人化”、“无人化”开采理念的不断提升，也加大了矿山设备的复杂程度。因此，对于对井下安全的实时监测提出更高的要求。

目前，对于井下的安全巡检主要还是以人工的方式进行，而这种方式存在诸多弊端，例如人工巡检增大工人劳动强度、效率低下、增大安全隐患、巡检主观性强、特殊工位危险系数高等问题逐渐凸显，因此矿用巡检机器人应运而生。

由于矿用巡检机器人工作环境的复杂性，如何合理避障成为当下的难点。同时，由于巡检任务重、工作量大，单一的巡检机器人并不能满足工作要求，这就要求多个巡检机器人协同工作，因此，如何合理分配工作任务和最优路径巡检等科学问题亟待解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种矿用巡检机器人的巡检系统及巡检机器人群的巡检方法，多个矿用巡检机器人协同避障及巡检路径规划，可以有效提高巡检效率和安全程度。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种矿用巡检机器人的巡检系统，包括用于帮助巡检机器人完成巡检任务的主控单元以及实时监测巡检机器人相关信息和巡检作业情况的监控单元；主控单元安装在巡检机器人上，监控单元位于地面调度中心；

所述主控单元包括：

采集模块，用于收集巡检机器人周围的环境信息；

边缘检测模块，根据采集模块采集到的信息对周围环境进行边缘检测，确定障碍物的边缘信息；

图像识别模块，根据边缘检测后障碍物的边缘信息进行识别，确定出障碍物的类型；

红外测距模块，根据障碍物的边缘信息和类型，确定出巡检机器人与障碍物之间的距离；

多智能体模块，包括位置智能体、姿态智能体、速度智能体、避障智能体和路径规划智能体，多智能体模块中的位置智能体、姿态智能体、速度智能体用于获取巡检机器人的位置、姿态和速度信息，避障智能体用于巡检机器人规避障碍物，路径规划智能体用于规划巡检机器人的巡检路径；

所述监控单元包括：

图像处理模块、存储模块、显示模块和电源模块，用于实时监测巡检机器人相关信息和巡检作业情况；

人机交互模块，巡检人员通过人机交互界面远程对巡检机器人下达巡检指令、紧急通知和变更指令；

所述主控单元和所述监控单元均具有通讯模块，主控单元的通讯模块与监控单元的通讯模块相连接。

进一步地，所述主控单元的封装外壳使用矿用隔爆兼本安型。

进一步地，所述边缘检测模块基于B样条小波的图像边缘检测。

进一步地，所述边缘检测模块基于B样条小波变换的图像边缘检测步骤如下：