一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人及其操作方法技术

本发明专利技术提供一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人及其操作方法，该巡检机器人包括气体检测单元，噪声传感器，视觉检测模块，寻迹传感器，运动电机模块，无线通讯模块，气体检测单元通过相应的气体检测传感器，构建完善的传感器检测网络，噪声传感器通过对现场的声音监控数据进行放大、降噪、提取处理，在复杂的声音数据中，对设备发出的异响进行判别，触发报警信号。本发明专利技术通过巡检机器人集成有害气体检测、异响监控、智能寻迹、高清在线监测功能，将生产现场和设备运行数据实时采集，利用物联网无线传输技术，对设备存在的异常进行实时监控与分析，对未来一段时间内可能发生的故障进行预测预警，为设备的检修提供科学的依据。为设备的检修提供科学的依据。为设备的检修提供科学的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人及其操作方法


[0001]本专利技术属于机器人
，特别是涉及一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人及其操作方法。

技术介绍

[0002]BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，它是一个分享有关这个设施的信息为该设施从建筑到拆卸的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。城市综合管廊作为一个将电力、通讯、热力、给水等各类工程管线集于一体隧道空间，其内部复杂，管道绵长，环境恶劣，巡检过程复杂，巡检内容多且繁杂，通过人工巡检的方式，巡检任务繁重，对人员的综合能力要求高。我们通过BIM技术与机器人技术结合一起，能够实时可观的看到管道情况，并且机器人拥有更高的抗疲劳性能，能够长时间进行工作，可进行实时的数据传输，同时对管廊环境监测、消防预警、视频监控、应急呼叫等功能以及管廊环境、管线外表红外测温，定期、定点巡视重点部位、重点设备等均有不错的表现。
[0003]由于我国基础建设投入日益加大，综合管廊的建设已朝着国际化的标准进行，但是国内目前仍然存在设计较为落后的综合管廊。因此，本专利技术综合考虑不同特点的综合管廊，设计满足符合智能巡检机器人，实现对综合管廊的智能化、远程化、可视化监控。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人及其操作方法，可以有效解决
技术介绍
中管廊检测内容多且繁杂；人工检测容易疲劳，检测效率慢；对管廊环境检测，如有毒气体浓度、湿度、含氧量等检测较为薄弱等缺点。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人，包括：气体检测单元：对管廊内部的多种气体进行检测，以实现对管廊内部气体环境的检测分析；噪声传感器：对管廊内部的异常声音进行监测、分析，以通过声音分析实现对管廊内部的现场运行设备的状态监控；视觉检测模块：通过高清摄像头对特定位置进行图像抓取，并将所抓取的图像信息转换为数字信息，为上位机的BIM建模处理提供数据；寻迹传感器：所述巡检机器人通过所述寻迹传感器进行寻迹，以对运动路线进行自学习；运动电机模块：对巡检机器人进行运动控制，以实现巡检机器人的加速、减速、匀速运动；无线通讯模块：将所述数字信息上传至上位机以进行BIM建模分析。
[0007]进一步的，所述气体检测单元首先确定所检测的有害气体种类，然后分别选取相应的气体检测传感器，构建完善的气体传感器检测网络。
[0008]进一步的，所述噪声传感器通过对现场的声音监控数据进行放大、降噪、提取处理，在复杂的声音数据中，对现场运行设备发出的异响进行判别，触发报警信号，从而实现
对所述现场运行设备的安全监控。
[0009]进一步的，所述视觉检测模块对管廊内部的特定位置的图像数据进行自动拍摄与采集，所述高清摄像头的选取是根据需要的图像分别率与采集速率选取的。
[0010]进一步的，所述运动电机模块包括多维超声波传感器和巡检模块，所述巡检模块识地面特殊的标识，控制所述巡检机器人按照预先制定的寻迹路线进行巡检，所述寻迹传感器结合所述多维度超声波传感器控制所述巡检机器人的运动并实现所述巡检机器人的避障。
[0011]进一步的，所述无线通讯模块通过有线传输实现巡检机器人与上位机的数据交换，通过将物联网的通讯模块作为媒介，实现综合管廊内部图片的上传，将检测到的环境数据、巡检机器人的状态信息通过射频波进行远距离传输。
[0012]本专利技术还提供了一种根据上述基于BIM数据管理的管廊巡检机器人的操作方法，包括以下步骤：在建造所述管廊时通过BIM技术构建管廊模型并上传至数据库，在管廊内部预先制定寻迹路线，按照预先制定的寻迹路线对管廊内部的综合管道进行巡视，监测管廊内部的氧气含量、有害气体浓度和温湿度趋势；对于综合管廊内部的异响进行实时采集与报警，以提高对管廊内部的现场运行设备的异常监控；通过高清视频镜头实现对特定位置的图像抓取；通过物联网无线通讯模块将各种数据上传至上位机，由上位机完成图像数据化处理，建立图像数据与BIM离散数据的对比，对数据异常给出实时预警；对现有情况进行判断，判断事故类型，并对所判断的事故类型进行确认，当事故类型较小时，在数据库内的管廊模型上进行标记，以方便所述上位机确定事故类型和事故点管道的位置，然后，巡检机器人继续前进以进行巡检。
[0013]本专利技术具有以下有益效果：
[0014]1、本专利技术通过巡检机器人集成有害气体检测、异响监控、智能寻迹、高清在线监测功能，将生产现场和设备运行数据实时采集，利用物联网无线传输技术，对设备存在的异常进行实时监控与分析，对未来一段时间内可能发生的故障进行预测预警，为设备的检修提供科学的依据，降低运维成本。
[0015]2、本专利技术通过电力驱动，巡检过程中不会产生噪声、废气污染，通过机械人智能巡检，对管廊未来一段时间可能发生故障进行预测预警，向资产拥有者及运营维护人提前揭示风险的可能性，避免后期有毒有害气体、液体泄漏对周边环境产生影响，避免综合管廊功能丧失对周边配套建筑群产生影响从而引起次生环境危害。
[0016]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术的一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人及其操作方法的系统结构图；
[0019]图2为本专利技术的一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人及其操作方法的工作流
程。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0022]实施例一：
[0023]请参阅图1
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2所示，本专利技术提供一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人，包括：
[0024]气体检测单元：对管廊内部气体环境的检测分析，有力保障运维人员的生命财产安全；
[0025]噪声传感器：对管廊内部的异常声音进行监测、分析，实现对内部运行设备的状态监控，提高设备安全运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人，其特征在于，包括：气体检测单元：对管廊内部的多种气体进行检测，以实现对管廊内部气体环境的检测分析；噪声传感器：对管廊内部的异常声音进行监测、分析，以通过声音分析实现对管廊内部的现场运行设备的状态监控；视觉检测模块：通过高清摄像头对特定位置进行图像抓取，并将所抓取的图像信息转换为数字信息，为上位机的BIM建模处理提供数据；寻迹传感器：所述巡检机器人通过所述寻迹传感器进行寻迹，以对运动路线进行自学习；运动电机模块：对巡检机器人进行运动控制，以实现巡检机器人的加速、减速、匀速运动；无线通讯模块：将所述数字信息上传至上位机以进行BIM建模分析。2.根据权利要求1所述的一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人，其特征在于：所述气体检测单元首先确定所检测的有害气体种类，然后分别选取相应的气体检测传感器，构建完善的气体传感器检测网络。3.根据权利要求1所述的一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人，其特征在于：所述噪声传感器通过对现场的声音监控数据进行放大、降噪、提取处理，在复杂的声音数据中，对现场运行设备发出的异响进行判别，触发报警信号，从而实现对所述现场运行设备的安全监控。4.根据权利要求1所述的一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人，其特征在于：所述视觉检测模块对管廊内部的特定位置的图像数据进行自动拍摄与采集，所述高清摄像头的选取是根据需要的图像分别率与采集速率选取的。5.根据权利要求1所述的一种基于BIM数据管理的管廊巡检机器人，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡阳，刘伟，沈伟，何桂珍，汪晓菲，吴旭森，花艳，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：发明
国别省市：