[发明专利]一种隧道衬砌检测攀爬机器人整面回形巡检方法

权利要求书

1.一种隧道衬砌检测攀爬机器人整面回形巡检方法，其特征在于，基于攀爬机器人实现，所述攀爬机器人上设置有激光雷达，加速度传感器，压力传感器，计时器和惯性传感器，包括以下步骤：

S1、获取攀爬机器人目前所处位置到隧道底部空间的三维信息数据，通过计算处理获得当前空间的三维云图，建立空间坐标系，获取当前攀爬机器人在空间中的环境位置信息状态；

S2、控制攀爬机器人从起始点开始沿边界进行方形巡检；

S3、直至攀爬机器人即将回到起始位置，并距离起始位置一个检测宽度的距离时，控制攀爬机器人转向90°，以检测宽度为间隔，以回形路径进行检测；

所述计时器用于记录机器人巡检用时；所述巡检方法还包括以下步骤：

根据攀爬机器人向内侧径向移动的检测宽度，计算攀爬机器人的速度及转向速度，计算攀爬机器人完成全部巡检路径所需的时间；无障碍条件下完成全部巡检路径所需的时间t的计算公式如下：

；

式中d为机器人轮胎直径，r为轮转速，D为检测宽度，攀爬机器人采用单侧轮停转的方法转向，L为被测平面长度，H为被测平面宽度。

2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人整面回形巡检方法，其特征在于，所述激光雷达安装在攀爬机器人底部，所述压力传感器安装在机器人的攀爬轮上，所述加速度传感器，惯性传感器和计时器安装在雷达内部。

3.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人整面回形巡检方法，其特征在于，所述激光雷达用于收集攀爬机器人目前所处位置到隧道底部空间的三维数据，通过计算处理获得当前空间的三维云图，建立空间坐标系，获取当前攀爬机器人在空间中的环境位置信息状态。

4.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人整面回形巡检方法，其特征在于，所述压力传感器和加速度传感器用于判断是否达到边界以及是否与边界碰撞，所述攀爬机器人根据三维云图中标记的当前位置，以及压力传感器和加速度传感器的探测信号，处理规划巡检路径。

5.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人整面回形巡检方法，其特征在于，有障碍物存在情况下，机器人完成巡检的总时间为：

t_z=t+t_d+t_t+t_a；

其中，t_d、t_t、t_a分别表示机器人经过独立障碍物、凸附属障碍物与凹附属障碍物增加的时间，其计算公式分别为：

其中，L_d为独立障碍物长度，H_d为独立障碍物宽度，L_t为凸附属障碍物长度，H_t为凸附属障碍物宽度，L_a为凹附属障碍物长度，H_a为凹附属障碍物宽度。

6.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人整面回形巡检方法，其特征在于，所述惯性传感器用于获取攀爬机器人当前运行相对于惯性系的加速度，角度增量、角速度信息。