[发明专利]一种基于巡检机器人的复杂气体环境巡检系统及其方法

说明书

本发明属于巡检机器人技术领域，公开了一种基于巡检机器人的复杂气体环境巡检系统及其方法，所述的方法包括如下步骤：建立多目标路径规划模型和单目标路径规划模型；建立栅格地图；获取巡检任务信息；若当前巡检机器人电量不足，则将充电桩位置作为优先的巡检目的地加入巡检任务信息；若巡检任务信息中只有一个巡检目的地，则基于栅格地图和单目标路径规划模型进行路径规划；若巡检任务信息中有不止一个巡检目的地，则基于栅格地图和多目标路径规划模型进行路径规划；当前巡检机器人根据最优单/多目标路径进行巡检，并实时采集环境气体数据和巡检视频数据。本发明解决了现有技术存在的人工巡检的人力成本投入大、安全性低的问题。

技术领域

本发明属于巡检机器人技术领域，具体涉及一种基于巡检机器人的复杂气体环境巡检系统及其方法。

背景技术

随着现代工业的发展，各种电气设备和施工装置被运用与各种工程中，为了保证电气设备的正常运行，需要对施工现场或发电厂等环境进行巡检和维护，但是在这种复杂环境下存在多种对人体有害的气体，传统技术中，往往采用人工巡检的方式，这种方式安全性低，毒性较大或浓度过高的气体会严重损害工作人员的身体健康，毒性较小的气体也不能长期接触，导致巡检任务的人力成本投入大。

发明内容

为了解决现有技术存在的人工巡检的人力成本投入大、安全性低的问题，本发明目的在于提供一种基于巡检机器人的复杂气体环境巡检系统及其方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于巡检机器人的复杂气体环境巡检系统，包括巡检机器人、边缘计算网关以及监控中心，边缘计算网关分别与巡检机器人和监控中心通信连接，且边缘计算网关设置于复杂气体环境的上方，巡检机器人设置有气体检测单元和巡检视频采集单元。

进一步地，巡检机器人包括本体、移动单元、巡检视频采集单元、气体检测单元、运行检测单元、机器人主控单元以及可充电电池，移动单元、巡检视频采集单元以及气体检测单元均设置于本体的外部，运行检测单元、机器人主控单元以及可充电电池均设置于本体的内部，机器人主控单元分别与移动单元、巡检视频采集单元、气体检测单元、运行检测单元以及可充电电池电性连接，且机器人主控单元与边缘计算网关通信连接；

气体检测单元包括均设置于本体外部的阵列设置的气体传感器模块、光电式气体检测模块以及气体检测A/D转换器，气体检测A/D转换器分别与机器人主控单元、气体传感器模块以及光电式气体检测模块电性连接；

气体传感器模块包括阵列设置于本体外部的若干气体传感器；

光电式气体检测模块包括第一光源、与第一光源的光线波长相匹配的第一光电探测器、第二光源以及与第二光源的光线波长相匹配的第二光电探测器，第一光源和第二光源均与机器人主控模块电性连接，第一光电探测器和第二光电探测器均与气体检测A/D转换器电性连接。

进一步地，边缘计算网关包括全局摄像头、边缘计算单元和网络单元，边缘计算单元分别与全局摄像头和网络单元电性连接，网络单元分别与巡检机器人的无线通信模块和监控中心通信连接。

进一步地，边缘计算单元包括边缘计算主控模块、第二存储模块、图像预处理模块、物体动态识别模块、路径规划模块以及加密模块，边缘计算主控模块分别与第二存储模块、图像预处理模块、物体动态识别模块、路径规划模块、加密模块以及网络单元连接，物体动态识别模块设置有物体动态识别模型，路径规划模块设置有多目标路径规划模型和单目标路径规划模型。

一种基于巡检机器人的复杂气体环境巡检方法，基于复杂气体环境巡检系统，包括如下步骤：

建立多目标路径规划模型和单目标路径规划模型；

获取当前复杂气体环境的地图数据，并根据地图数据建立栅格地图；

获取巡检任务信息，并匹配对应的巡检机器人；