[发明专利]一种智能噪声识别的巡逻避障小车

说明书

本发明公开了一种智能噪声识别的巡逻避障小车，涉及噪声信号领域，包括小车车体部件、电控部件和外部配件。小车车体部件包括小车运动模块和电源模块；电控部件包括直流电机驱动模块、核心控制器模块和电控电源模块；外部配件包括麦克风阵列模块、位姿获取模块、语音识别模块、超声波模块、无线通信模块、终端控制模块。通过麦克风阵列模块采集环境中的音频信号，核心控制器模块对其进行处理，位姿获取模块获取小车姿态，并发送控制信号控制小车运动，通过语音识别模块判断工作人员发出的运动指令，实现小车对指定管道位置区间进行噪声识别巡逻的功能，通过超声波模块检测小车运行过程中前方有无障碍物，实现小车自主避障功能。

技术领域

本发明属于噪声信号领域，更具体地，涉及一种智能噪声识别的巡逻避障小车。

背景技术

近年来，随着我国管道运输行业的快速发展，管道泄漏事故层出不穷。在管道运输中，常常由于管道的老化锈蚀、恶劣的地理环境和气候变化以及人为损坏等原因发生泄漏。一旦管道发生泄露，不仅会造成能源浪费和环境污染，还可能引发火灾和爆炸，甚至造成人员伤亡。我国每年因管道泄漏造成的经济损失可达上百亿元，造成的损失不容小觑。因此，对管道建立健康监测(评估、检查、维修、维护)系统，实现对管道泄漏位置的实时检测是管道安全管理的关键。

目前管道泄漏检测方法主要分为直接检测法和间接检测法：(1)直接检测法多采用人工分段巡检的办法，主要是有经验的工作人员利用检测仪器通过巡逻的方式对管道进行泄漏检测和定位。这类方法具有定位精确度高和误报率低的优点，但人力成本较高且效率较低，不能满足日常管道安全管理的需求；(2)间接检测法多采用声波检漏的原理，当管道发生泄漏时，管道中的流体通过泄漏点外泄时会发出噪声，该噪声将沿着管道向两端传播，声波强度随传播距离增长而逐渐衰减。在输送管道上安装声波传感器捕捉噪声信号，通过对噪声信号进行分析处理，判断管道是否发生泄漏并确定泄漏点的位置。由于受到噪声传播距离的限制，若要对长距离的输送管道进行泄漏检测，则需按一定间隔安装大量声波传感器。安装的声波传感器越多，管道泄漏检测的准确性越高，但相应的设备成本也越高。在工程运用中，亟需一种可实施性强，成本低，噪声识别准确率高，定位响应迅速，定位精度高，运动及检测范围不受时间和环境限制的方法。

发明内容

针对现有技术的不足和现实需求，本发明提出了一种智能噪声识别的巡逻避障小车的方案，小车可以对各种复杂环境下运输管道进行巡检，具有可实施性强，成本低，噪声识别准确率高，定位响应迅速，定位精度高，运动及检测范围不受时间和环境限制等优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种智能噪声识别的巡逻避障小车，包括：小车车体部件、车体上设有的电控部件和外部配件；

所述小车车体部件包括小车运动模块和电源模块；所述电控部件包括直流电机驱动模块、核心控制器模块和电控电源模块；所述外部配件包括麦克风阵列模块、位姿获取模块、语音识别模块、超声波模块、无线通信模块及终端控制模块；

所述小车运动模块用于控制小车的运动轨迹和方向；所述电源模块用于向所述直流电机驱动模块供电，所述直流电机驱动模块采用导线连接小车运动模块中的电机，所述核心控制器模块连接所述麦克风阵列模块、所述位姿获取模块、所述语音识别模块、所述超声波模块和所述直流电机驱动模块，所述核心控制器模块和所述终端控制模块通过所述无线通信模块连接，所述麦克风阵列模块采集环境中的音频信号，由所述核心控制器模块对所述音频信号进行处理，所述位姿获取模块获取小车姿态，并发送控制信号控制小车运动，所述语音识别模块进行判断工作人员发出的运动指令，实现小车对指定管道区间进行噪声识别巡逻的功能，所述超声波模块检测小车运动过程中前方有无障碍物，实现小车自主避障功能，所述电控电源模块用于向所述核心控制器模块供电，所述终端控制模块用于接收小车发送的检测信息。

在一些可选的实施方案中，所述小车运动模块包括小车底盘、四个车轮和四个电机，车轮和电机分别位于小车底盘的四个方向，每个车轮分别连接相应的电机，各电机与所述直流电机驱动模块通过电性连接，组成全轮驱动的小车运动模块。