一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法、设备及介质技术

本说明书实施例公开了一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法、设备及介质，涉及非电变量的控制或调节技术领域。用于解决隧道内数据采集效率低的问题。方法包括：基于激光雷达，构建待采集隧道区域的点云地图；根据巡检任务类型，将巡检机器人划分为多个巡检机器人集合；根据各巡检任务类型对应的巡检任务，以及巡检机器人的位置坐标，确定最优巡检路径；控制巡检机器人根据最优巡检路径在待采集隧道区域内进行图像采集，获取初始隧道图像数据；对初始隧道图像数据基于预设方式处理，获得巡检机器人采集的第一隧道图像数据；获取采集第一隧道图像数据时的位置坐标，并将第一隧道图像数据与位置坐标相关联，获得巡检机器人采集的隧道数据。的隧道数据。的隧道数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法、设备及介质


[0001]本说明书涉及非电变量的控制或调节
，尤其涉及一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]隧道是修建在地下或水下供车辆通行的建筑物(例如铁路隧道、公路隧道)。随着隧道工程逐渐成为交通运营的重要工程之一，对于提升隧道的养护能力以及增强隧道内车辆行驶的安全性的要求逐渐提高，并且面临着节约经济成本和功能实现等方面的挑战，因此基于隧道数据采集方法对隧道内环境进行监测，对于隧道养护以及安全管理起到了重要的作用。
[0003]现有的检测方法普遍基于人工观测或者人工借助专业检测设备对隧道内的数据进行采集，然而基于人工观测或者通过专业设备辅助采集数据的检测方式效率较低，且检测精度低，且隧道内具有影响隧道养护以及安全管理的多种类型的数据，现有检测方式对于多种类型的分析统计需要付出大量的计算资源。
[0004]因此，现需要一种可以自动高效采集隧道内数据的方法。

技术实现思路

[0005]本说明书一个或多个实施例提供了一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法、设备及介质，用于解决如下技术问题：如何提供一种自动高效采集隧道内数据的方法。
[0006]本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：本说明书一个或多个实施例提供一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法，方法包括：基于激光雷达，构建待采集隧道区域的点云地图；其中，所述激光雷达预设于巡检机器人上；根据所述待采集隧道区域的巡检任务类型，将所述待采集隧道区域内的巡检机器人划分为多个巡检机器人集合；根据所述待采集隧道区域内各巡检任务类型所对应的巡检任务，以及各所述巡检机器人集合中所述巡检机器人的位置坐标，确定所述巡检机器人的最优巡检路径；控制所述巡检机器人根据所述最优巡检路径在所述待采集隧道区域内进行图像采集，获取所述巡检机器人采集的初始隧道图像数据；对初始隧道图像数据基于预设方式进行处理，获得所述巡检机器人采集的第一隧道图像数据；获取所述巡检机器人采集所述第一隧道图像数据时在所述点云地图的位置坐标，并将所述第一隧道图像数据与所述位置坐标相关联，获得所述巡检机器人采集的隧道数据。
[0007]可选地，本说明书一个或多个实施例中，所述基于激光雷达，构建待采集隧道区域
的点云地图，具体包括：基于激光雷达扫描所述待采集隧道区域，获取所述待采集隧道区域的原始点云数据；过滤所述原始点云数据中的边缘点云数据，获得待转换点云数据；获取所述激光雷达所处巡检机器人的经纬度信息与所述激光雷达所处巡检机器人的姿态信息；对所述待转换点云数据基于时间顺序进行排列，并获取所述待转换点云数据在相邻时间内的关联转换点云数据，以基于所述关联转换点云数据与所述激光雷达所处巡检机器人的姿态信息，确定出所述激光雷达所处巡检机器人的预计姿态信息；根据所述预计姿态信息与所述姿态信息之间的转换关系，对所述待转换点云数据进行拼接，并将拼接后的点云数据基于所述经纬度信息转换到大地坐标系，获得待采集隧道区域的点云地图。
[0008]可选地，本说明书一个或多个实施例中，根据所述待采集隧道区域的巡检任务类型，将所述待采集隧道区域内的巡检机器人划分为多个巡检机器人集合之前，所述方法还包括：获取所述巡检机器人内各组件的运行数据与所述巡检机器人的状态数据；其中，所述巡检机器人的状态数据包括：所述巡检机器人的电量剩余值、所述巡检机器人的温度值；基于所述巡检机器人的状态数据与所述巡检机器人的标准状态数据的差值，生成所述巡检机器人的第一健康权重值；提取所述运行数据中的特征数据，以根据所述特征数据对所述巡检机器人内各组件进行故障检测，获得所述巡检机器人的故障类型与故障等级；基于所述故障类型与所述故障等级匹配预设巡检机器人的第二健康权重表，获得所述巡检机器人的第二健康权重值；将所述第一健康权重值与所述第二健康权重值的加权值，作为所述巡检机器人的健康权重值，以基于所述健康权重值对所述巡检机器人进行排列，选取预设数量的巡检机器人作为所述待采集隧道区域内的巡检机器人，进行巡检工作。
[0009]可选地，本说明书一个或多个实施例中，根据所述待采集隧道区域内各所述巡检任务类型所对应的巡检任务与各所述巡检机器人集合中各所述巡检机器人的位置坐标，确定所述巡检机器人的最优巡检路径，具体包括：根据所述巡检任务类型所对应的巡检任务，确定各所述巡检任务的位置坐标与预计巡检时间；基于各所述巡检任务的坐标位置分别生成巡检机器人在所述待采集隧道区域中的若干巡检路径；根据各所述巡检任务的坐标位置、所述预计巡检时间与所述巡检机器人的位置坐标，确定出各所述巡检任务的预计执行时间；基于各所述巡检任务的执行时间与各所述巡检任务的起始执行时间，确定所述若干巡检路径中的交叉巡检任务；其中，所述交叉巡检任务为执行时间段具有重叠的巡检任务；
将所述交叉巡检任务进行过滤，获得所述巡检机器人的当前巡检任务节点，并基于预设蚁群算法对所述当前巡检任务节点进行迭代分析，获得所述巡检机器人的最优巡检路径。
[0010]可选地，本说明书一个或多个实施例中，控制所述巡检机器人根据所述最优巡检路径在所述待采集隧道区域内进行图像采集之前，所述方法还包括：建立所述巡检机器人上相机的相机坐标系、图像坐标系、世界坐标系、像素坐标系以及实际物理坐标系；根据预设目标在所述相机坐标系中的位置与所述预设目标在所述世界坐标系中的位置坐标，确定所述世界坐标与所述相机坐标之间的旋转参数以及平移参数；根据所述旋转参数、所述平移参数以及所述像素坐标和所述实际物理坐标系的关系，获得所述相机的内部参数，以基于所述旋转参数、所述平移参数以及所述内部参数实现所述相机的标定。
[0011]可选地，本说明书一个或多个实施例中，控制所述巡检机器人根据所述最优巡检路径在所述待采集隧道区域内进行图像采集，获取所述巡检机器人采集的初始隧道数据，具体包括：控制所述巡检机器人根据所述最优巡检路径在所述待采集隧道区域内进行行驶，并采集所述巡检机器人获取的当前路段的行驶图像；根据所述行驶图像，判定所述当前路段内是否存在障碍物；若确定所述当前路段内存在障碍物，则将所述行驶图像输入预设图像识别模型，输出所述障碍物的类型；若确定所述障碍物的类型与所述巡检机器人的巡检任务类型相对应，则将所述障碍物所在位置加入所述当前巡检任务节点，获得更新巡检任务节点，并根据预设蚁群算法对所述更新巡检任务节点进行迭代分析，获得更新最优巡检路径，以使所述巡检机器人基于所述更新最优巡检路径在所述采集隧道区域内进行图像采集，获取所述巡检机器人采集的初始隧道数据；若确定所述障碍物的类型与所述巡检机器人的巡检任务类型不匹配，则获取所述行驶图像在预设时间段内的连续图像；基于所述连续图像确定所述障碍物的第一移动数据、体积数据以及所述障碍物周边道路的剩余宽度，以根据所述巡检机器人的第二移动数据、所述障碍物的第一移动数据、体积数据以及所述障碍物周边道路，确定所述巡检机器人的可通过概率；根据所述巡检机器人的可通过概率，对所述巡检机器人的最优巡检路径进行调整，获得所述巡检机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法，其特征在于，所述方法包括：基于激光雷达，构建待采集隧道区域的点云地图；其中，所述激光雷达预设于巡检机器人上；根据所述待采集隧道区域的巡检任务类型，将所述待采集隧道区域内的巡检机器人划分为多个巡检机器人集合；根据所述待采集隧道区域内各巡检任务类型所对应的巡检任务，以及各所述巡检机器人集合中所述巡检机器人的位置坐标，确定所述巡检机器人的最优巡检路径；控制所述巡检机器人根据所述最优巡检路径在所述待采集隧道区域内进行图像采集，获取所述巡检机器人采集的初始隧道图像数据；对初始隧道图像数据基于预设方式进行处理，获得所述巡检机器人采集的第一隧道图像数据；获取所述巡检机器人采集所述第一隧道图像数据时在所述点云地图的位置坐标，并将所述第一隧道图像数据与所述位置坐标相关联，获得所述巡检机器人采集的隧道数据。2.根据权利要求1所述的一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法，其特征在于，所述基于激光雷达，构建待采集隧道区域的点云地图，具体包括：基于激光雷达扫描所述待采集隧道区域，获取所述待采集隧道区域的原始点云数据；过滤所述原始点云数据中的边缘点云数据，获得待转换点云数据；获取所述激光雷达所处巡检机器人的经纬度信息与所述激光雷达所处巡检机器人的姿态信息；对所述待转换点云数据基于时间顺序进行排列，并获取所述待转换点云数据在相邻时间内的关联转换点云数据，以基于所述关联转换点云数据与所述激光雷达所处巡检机器人的姿态信息，确定出所述激光雷达所处巡检机器人的预计姿态信息；根据所述预计姿态信息与所述姿态信息之间的转换关系，对所述待转换点云数据进行拼接，并将拼接后的点云数据基于所述经纬度信息转换到大地坐标系，获得待采集隧道区域的点云地图。3.根据权利要求1所述的一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法，其特征在于，所述根据所述待采集隧道区域的巡检任务类型，将所述待采集隧道区域内的巡检机器人划分为多个巡检机器人集合之前，所述方法还包括：获取所述巡检机器人内各组件的运行数据与所述巡检机器人的状态数据；其中，所述巡检机器人的状态数据包括：所述巡检机器人的电量剩余值、所述巡检机器人的温度值；基于所述巡检机器人的状态数据与所述巡检机器人的标准状态数据的差值，生成所述巡检机器人的第一健康权重值；提取所述运行数据中的特征数据，以根据所述特征数据对所述巡检机器人内各组件进行故障检测，获得所述巡检机器人的故障类型与故障等级；基于所述故障类型与所述故障等级匹配预设巡检机器人的第二健康权重表，获得所述巡检机器人的第二健康权重值；将所述第一健康权重值与所述第二健康权重值的加权值，作为所述巡检机器人的健康权重值，以基于所述健康权重值对所述巡检机器人进行排列，选取预设数量的巡检机器人作为所述待采集隧道区域内的巡检机器人，进行巡检工作。
4.根据权利要求1所述的一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法，其特征在于，所述根据所述待采集隧道区域内各所述巡检任务类型所对应的巡检任务与各所述巡检机器人集合中各所述巡检机器人的位置坐标，确定所述巡检机器人的最优巡检路径，具体包括：根据所述巡检任务类型所对应的巡检任务，确定各所述巡检任务的位置坐标与预计巡检时间；基于各所述巡检任务的坐标位置分别生成巡检机器人在所述待采集隧道区域中的若干巡检路径；根据各所述巡检任务的坐标位置、所述预计巡检时间与所述巡检机器人的位置坐标，确定出各所述巡检任务的预计执行时间；基于各所述巡检任务的执行时间与各所述巡检任务的起始执行时间，确定所述若干巡检路径中的交叉巡检任务；其中，所述交叉巡检任务为执行时间段具有重叠的巡检任务；将所述交叉巡检任务进行过滤，获得所述巡检机器人的当前巡检任务节点，并基于预设蚁群算法对所述当前巡检任务节点进行迭代分析，获得所述巡检机器人的最优巡检路径。5.根据权利要求1所述的一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法，其特征在于，所述控制所述巡检机器人根据所述最优巡检路径在所述待采集隧道区域内进行图像采集之前，所述方法还包括：建立所述巡检机器人上相机的相机坐标系、图像坐标系、世界坐标系、像素坐标系以及实际物理坐标系；根据预设目标在所述相机坐标系中的位置与所述预设目标在所述世界坐标系中的位置坐标，确定所述世界坐标与所述相机坐标之间的旋转参数以及平移参数；根据所述旋转参数、所述平移参数以及所述像素坐标和所述实际物理坐标系的关系，获得所述相机的内部参数，以基于所述旋转参数、所述平移参数以及所述内部参数实现所述相机的标定。6.根据权利要求4所述的一种基于巡检机器人的隧道数据采集方法，其特征在于，所述控制所述巡检机器人根据所述最优巡检路径在所述待采集隧道区域内进行图像采集，获取所述巡检机器人采集的初始隧道数据，具体包括：控制所述巡检机器人根据所述最优巡检路径在所述待采集隧道区域内进行行驶，并采集所述巡检机器人获取的当前路段的行驶图像；根据所述行驶图像，判定所述当前路段内是否存在障碍物；若确定所述当前路段内存在障碍物，则将所述行驶图像输入预设图像识别模型，输出所述障碍物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张加华，王以龙，井囡囡，林云冬，
申请(专利权)人：山东金宇信息科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：