【技术实现步骤摘要】
一种智能石油勘探机器人系统及其石油勘探方法
本专利技术属于石油智能勘探领域，尤其涉及的是一种智能石油勘探机器人系统及其石油勘探方法。
技术介绍
油气等矿物能源是国家发展的基石，因此石油相关技术产业具有很大的发展空间。石油产业作为我国经济增长的一大动力，发挥着不可替代的作用。同时，我国经济总体规模较大，机器人拥有量和技术水平低。随着人工智能时代及工业4.0的来临，各行业对机器人的需求数量也逐步增长。但现有石油机器人行业存在勘探设备资源浪费，功能单一，场地安防监控投入成本高等问题，难以满足体制改革中日益增长的勘探自动化需求。而现阶段对石油行业机器人的研究多局限于钻杆连接、导管架安装、水下开阀关阀、钻井等，针对石油勘探开发领域的研究内容较为匮乏。①在进行正式石油开采任务之前，石油勘探人员需要亲身在野外进行实践，这就产生了很高的人力成本，且石油地质行业危险程度高、意外发生几率大，对油气的勘探业发展造成了很大阻力。②在勘探采样设备方面，由于设备集成度低且操作复杂，据统计只有13％的勘探人员可以借助勘探设备进行准确作业，且具备丰富勘探经验的专家资源有限，难于对多处资源进行人工...
【技术保护点】
1.一种智能石油勘探机器人系统，其特征在于，包括勘探机器人和遥控监测中心，所述勘探机器人包括自主导航模组、机械臂、信息传输模块和能源驱动模块；所述自主导航控制模块包括采集环境信息的环境传感器和即时定位与地图构建组件，所述自主导航控制模块能够控制勘探机器人自主进行石油勘探的先遣侦查与返程导航；所述机械臂包括采样机构、采样控制模块和关节驱动电机，所述机械臂能够通过采样控制模块控制关节驱动电机的输出功率，驱动采样机构的夹持关节转动来抓取样本；所述能源驱动模块包括太阳能电池模组和驱动底盘，太阳能电池模组与驱动底盘供电连接，所述驱动底盘通过驱动控制模块控制行进驱动电机输出功率驱动勘探...
【技术特征摘要】
1.一种智能石油勘探机器人系统，其特征在于，包括勘探机器人和遥控监测中心，所述勘探机器人包括自主导航模组、机械臂、信息传输模块和能源驱动模块；所述自主导航控制模块包括采集环境信息的环境传感器和即时定位与地图构建组件，所述自主导航控制模块能够控制勘探机器人自主进行石油勘探的先遣侦查与返程导航；所述机械臂包括采样机构、采样控制模块和关节驱动电机，所述机械臂能够通过采样控制模块控制关节驱动电机的输出功率，驱动采样机构的夹持关节转动来抓取样本；所述能源驱动模块包括太阳能电池模组和驱动底盘，太阳能电池模组与驱动底盘供电连接，所述驱动底盘通过驱动控制模块控制行进驱动电机输出功率驱动勘探机器人运动；所述遥控监测中心设置有遥感机械手套，所述遥感机械手套通过信息传输模块与机械臂通讯连接，所述遥感机械手套内设置有体感传感器，能够采集人体手臂动作信息并传输至勘探机器人。2.根据权利要求1所述的智能石油勘探机器人系统，其特征在于，所述自主导航模组通过环境传感器获取并跟踪勘探机器人位姿，通过SLAM组件处理获得勘探机器人预走路线角度，SLAM组件利用路径跟踪算法对机器人预走路线进行跟踪，所述位姿优选包括勘探机器人的当前位置、转弯姿态以及运动速度。3.根据权利要求2所述的智能石油勘探机器人系统，其特征在于，所述SLAM组件利用GPS定位勘探机器人路径航向，并依据实时动态差分定位获得厘米级定位精度，用于勘探机器人自主导航，SLAM组件优选包括树莓派嵌入式模块、Ubuntu模块和机器人操作系统，ROS安装移植于Ubuntu模块中并嵌入树莓派嵌入式模块。4.根据权利要求1所述的智能石油勘探机器人系统，其特征在于，在所述机械臂中，所述采样机构包括具有若干机械指的机械手，机械指和机械手的手掌内设置有超声传感器和压力传感器；在所述能源驱动模块中所述驱动底盘优选包括框架式车架、双排履带和行进驱动电机。5.根据权利要求1所述的智能石油勘探机器人系统，其特征在于，所述勘探机器人的太阳能电池模组包括太阳能电池板、多向光敏电阻和旋转云台，多向光敏电阻安装于太阳能电池板的不同朝向位置，所述太阳能电池板通过旋转云台与驱动底座转动连接，在所述太阳能电池模组中优选所述太阳能电池板的最大方位角为360°，最大俯仰角为110°。6.一种采用如权利要求1-5中任一项所述智能勘探机器人系统进行石油勘探方法，其特征在于，所述自主导航控制模块的SLAM组件通过点到直线间的距离公式获得机器人的横向偏差大小，进而控制勘探机器人进行导航，具体处理步骤包括：①以勘探机器人的运动坐标系为xoy，由预定义路径中的直线和目标点在勘探机器人中的横纵坐标几何环境中形成直角三角形：其中，XP为横坐标，YP为纵坐标，γ为转弯曲率，逆时针转弯γ＞0，顺时针转弯γ＜0，R为瞬时转弯的半径，d为横向位置误差，dL为纯路径跟踪的前视距离，ψ为航向...
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