[发明专利]狭窄空间的多功能检测车

摘要

本发明揭示了一种狭窄空间的多功能检测车，包括移动底盘、至少一伸缩杆、至少一高清摄像机、至少一维修机械臂、水泥槽、平板电脑、光源、磁导寻迹传感器、红外避障传感器、激光传感器和射频识别模块；所述高清摄像机安装在对应的伸缩杆上，伸缩杆设置于移动底盘上；高清摄像机、维修机械臂、磁导寻迹传感器、红外避障传感器、激光传感器和射频识别模块分别与平板电脑通讯。本发明具有多种检测模式和维修模式，兼具可操控性和自动巡检能力，履带式小车能够攀爬小坡度，磁导航的功能稳定，成本低，可以长距离铺设。检测车携带足够电源，能够执行长距离的巡检任务,结合图像分析技术和传感器技术进行位置定位以及规避障碍。

主权项

一种狭窄空间的多功能检测车，其特征在于，所述多功能检测车包括：移动底盘、至少一伸缩杆、至少一高清摄像机、至少一陀螺仪云台、维修机械臂、水泥槽、平板电脑、光源、磁导寻迹传感器、红外避障传感器、激光传感器和射频识别模块；所述伸缩杆设置于移动底盘上；高清摄像机、磁导寻迹传感器、红外避障传感器、激光传感器和射频识别模块分别与平板电脑通讯；所述的移动底盘是具有在狭窄空间自动避障性能并且能攀爬微小坡度的履带式磁导小车底盘，速度至少30cm/s，配有电量至少满足两小时的巡检工作；底盘宽度不超过50cm，爬坡能力至少15°，导航方式为软磁条引导，磁条为50mm宽，1.2mm厚，另需配备加磁设备，以保障磁性的稳定；所述多功能检测车包括三台高清摄像机，每台分别安装在一个陀螺仪云台上，陀螺仪云台安装在伸缩杆上；其中，第一摄像机(3.1)安装在第一伸缩杆(2.1)顶部，拍摄方向为顶部；第二摄像机(3.2)安装在第二伸缩杆(2.2)顶部，拍摄方向为右侧；第三摄像机(3.3)安装在第三伸缩杆(2.3)顶部，拍摄方向为左侧；第一伸缩杆(2.1)安装在检测车中间部位，第二伸缩杆(2.2)安装在第一伸缩杆(2.1)右侧，第三伸缩杆(2.3)安装在第一伸缩杆(2.1)左侧；每台高清摄像机配备至少128G存储卡，视频录制分辨率至少能到达1960*1080p，录制帧数至少60帧，摄录范围至少达到90°，防抖与补光性能好；所述多功能检测车包括至少一维修机械臂，作为机械臂高清摄像机的可替换部件，放置于伸缩杆上；水泥槽放置于伸缩杆前面，光源右侧，底盘之上，水泥槽安装有水泥输送泵，通过胶管将水泥输送到机械臂上；维修机械臂为三轴机械手臂，手臂处装有油灰刀，用来涂抹水泥；当用维修机械臂替代高清摄像机安装在伸缩杆上时，检测车处于维修模式；通过伸缩杆，人为操控机械臂进行维修动作，将水泥槽书送过来的水泥涂抹于待修补处；所述移动底盘设有驱动机构，平板电脑与所述驱动机构通讯，控制其动作；平板电脑放置于伸缩杆后面，稳定安装在地盘之上，装备有防护罩，放置水和灰尘损坏平板电脑；在网络通信无障碍的情况下，平板电脑通过Wi‑fi与人工操作的设备进行远程交互；平板电脑搭载了机械控制程序和图像处理程序；机械控制程序负责控制机械的行为，通过串口通信，可操作的动作包括：切换巡检模式、改变行进速度，改变前进方向、控制伸缩杆伸缩、操控维修机械臂、设置RFID站点、设置陀螺仪云台归位；当网络情况良好的时候，图像处理工作由平板电脑完成，若没有网络的时候，图像由摄像机摄录，由图像处理系统处理；图像处理程序的操作流程为：获取视频流，使用帧差法，设定一定间隔获取视频流中合适的帧画面，将完整的环面显示出来，然后使用canny算法识别环面边框，设立位置坐标系，最后根据特征点集，进行病害的扫描与匹配；所述伸缩杆设有伸缩杆驱动机构，伸缩杆驱动机构与平板电脑通讯；三个伸缩杆并排安装在检测车底盘上，位于小车中间位置，要求拆卸便利，以使检测车更方便携带；伸缩杆全部伸长时至少60cm，伸缩速度至少1cm/s；当检测车处于自动巡检模式，伸缩杆具有在特定条件下自动调整高度的功能；所述多功能检测车包括4个红外漫反射避障传感器；第一红外避障传感器安装在车体底部的前部；第二红外避障传感器安装在车体底部的尾部；第三红外避障传感器安装在车体左侧，第四红外避障传感器安装在车体右侧，均位于履带内部，检测车轮轴处，但不会干扰到轮轴运作；红外避障传感器有外壳保护，防水防尘，避障范围为120°避障最远距离至少200cm，最近距离不大于10cm；所述多功能检测车包括2个磁导寻迹传感器；第一磁导寻迹传感器朝下安装在所述车体底部的前部、第一红外避障传感器的底部，但不超出第一红外避障传感器；第二磁导寻迹传感器朝下安装在所述车体底部的尾部、第二红外避障传感器的底部，但不超出第一红外避障传感器；所述射频识别模块向下安装在检测车底部的前部，位于第一寻迹传感器的左侧，RFID标志按照射频识别模块和第一寻迹传感器之间的距离粘贴于磁导航轨道左侧；此外，射频识别模块还应用了无线射频识别技术，进行无线通讯；检测车具有自动环号识别能力，所述挂载相机摄录图像的同时和所述平板电脑数据交互，平板电脑通过内置图像处理系统，进行对于环号的实时计算；结合射频识别技术辅助定位，避免误差的累积；所述激光传感器安装在检测车前部，底盘之上；该激光传感器用于对狭窄空间的环面进行连续的扫描，获得断面的点云数据，使用均匀参数化法进行型值点的参数化，将NURBS曲线转变为矩阵形式，然后对控制点进行反算，最后分段建立NURBS曲线，拟合出断面；结合检测车的自动环号识别功能，能检测出隧道的变形并定位；结合射频识别模块和红外传感器，检测车具有自动通过特定自动门的功能；所述自动门装备有射频识别装置以及开关门控制系统；检测车具有不同的检测模式，根据现场情况改变检测方式；巡检模式分为：全自动模式、半自动人工辅助模式、人工控制模式；不同的检测模式适用于不同的特征的狭窄空间；全自动模式适用于无网络信号，距离长的狭窄空间；半自动模式适用于有网络信号，距离长的狭窄空间；人工控制模式适用于距离较短的狭窄空间；所述狭窄控件为不同设施，或者为同一设施的不同位置。