井场安全自动巡检方法和机器人技术

本发明专利技术公开了一种井场安全自动巡检方法和机器人。其中，该方法包括：信息采集模块，被配置为采集所述机器人在所述井场中的周围环境信息；路径规划模块，被配置为基于所采集到的所述周围环境信息，为所述机器人在所述井场的行进选择一条最优路径，并对所述最优路径上的障碍物进行识别和动态避障，以进行所述机器人的自动巡航。本发明专利技术解决了由于井场复杂环境导致需要大量人力进行巡视的技术问题。导致需要大量人力进行巡视的技术问题。导致需要大量人力进行巡视的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
井场安全自动巡检方法和机器人


[0001]本专利技术涉及机器人控制和检测
，具体而言，涉及一种井场安全自动巡检方法和机器人。

技术介绍

[0002]自动巡检机器人用于石油井喷现场的检测和抢险救援行动，可代替抢险人员进入高温、高噪、有毒、缺氧或浓烟等危险事故现场进行探测、灭火等作业，能够有效地解决抢险人员在恶劣环境下人生安全威胁、灭火效率较低、数据信息采集不足等问题，对提高井场检测效率、救援安全性和减少人力消耗具有重要意义。
[0003]目前，巡检机器人应用于多个领域，且产品功能随着需求也日益更新，但是在巡检的过程中大部分巡检机器人都是采用单一的传感器对某一部分数据进行采集，会造成采集的数据缺失或不准确的缺陷。
[0004]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种井场安全自动巡检方法和机器人，以至少解决由于井场复杂环境导致需要大量人力进行巡视的技术问题。
[0006]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种井场安全自动巡检机器人，包括：信息采集模块，被配置为采集所述机器人在所述井场中的周围环境信息；路径规划模块，被配置为基于所采集到的所述周围环境信息，为所述机器人在所述井场的行进选择一条最优路径，并对所述最优路径上的障碍物进行识别和动态避障，以进行所述机器人的自动巡航。
[0007]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种井场安全自动巡检方法，包括：采集用于井场安全自动巡检的机器人在所述井场中的周围环境信息；基于所采集到的所述周围环境信息，为所述机器人在所述井场的行进选择一条最优路径，并对所述最优路径上的障碍物进行识别和动态避障，以进行所述机器人的自动巡航。
[0008]在本专利技术实施例中，机器人包括信息采集模块和路径规划模块。信息采集模块，被配置为采集所述机器人在所述井场中的周围环境信息；路径规划模块，被配置为基于所采集到的所述周围环境信息，为所述机器人在所述井场的行进选择一条最优路径，并对所述最优路径上的障碍物进行识别和动态避障，以进行所述机器人的自动巡航，解决了由于井场复杂环境导致需要大量人力进行巡视的技术问题。
附图说明
[0009]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0010]图1是根据本专利技术实施例的一种井场安全自动巡检机器人的结构示意图；
[0011]图2是根据本专利技术实施例的另一种井场安全自动巡检机器人的结构示意图；
[0012]图3是根据本专利技术实施例的火灾检测模块进行火灾检测的流程图；
[0013]图4是根据本专利技术实施例的路径规划方法的流程图；
[0014]图5是根据本专利技术实施例的一种井场安全自动巡检方法的流程图；
[0015]图6是根据本专利技术实施例的一种机器人行进路径的规划方法的流程图；
[0016]图7是根据本专利技术实施例的另一种机器人行进路径的规划方法的流程图；
[0017]图8是根据本专利技术实施例的采用改进的A*算法规划全局路径的方法的流程图；
[0018]图9是根据本专利技术实施例的5
×
5扩展搜索邻域图的示意图；
[0019]图10是根据本专利技术实施例的夹角Y与保留、舍去方向的对应关系图；
[0020]图11是根据本专利技术实施例的利用动态窗口算法规划局部路径的方法的流程图。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0022]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0023]实施例1
[0024]根据本专利技术实施例，提供了一种井场安全自动巡检机器人，如图1所示，该机器人包括信息采集模块和路径规划模块。
[0025]信息采集模块，被配置为采集所述机器人在所述井场中的周围环境信息。所述信息采集模块包括：气体传感器，被配置为检测所述井场的有毒和可燃性气体；温度传感器，被配置为检测所述井场的环境温度；高清图像采集装置，包括全景摄像机和双目视觉相机，被配置为采集所述井场的图像数据。
[0026]路径规划模块，被配置为基于所采集到的所述周围环境信息，为所述机器人在所述井场的行进选择一条最优路径，并对所述最优路径上的障碍物进行识别和动态避障，以进行所述机器人的自动巡航。
[0027]在一个示例中，所述路径规划模块包括：GPS定位系统，用于自动巡视所述机器人的位置定位；全局路径规划系统，用于规划所述机器人巡航的起点和终点，选择所述最优路径；障碍物识别系统，包括激光雷达和双目视觉相机，利用所述激光雷达和双目视觉相机采集的信息进行融合来确定障碍物的位姿，以对所述最优路径上的障碍物进行识别；局部路径规划系统，用于对所识别到的障碍物进行躲避处理。
[0028]在一个示例中，该机器人还包括火灾检测模块和灭火追踪模块。火灾检测模块，被
配置为利用融合识别方法对所述井场的火灾进行识别；灭火追踪模块，被配置为在所述火灾检测模块识别到有火灾发生的情况下，控制消防水炮对火源实时追踪，并对火灾发生地点进行抓拍，以用于事故分析。
[0029]在一个示例中，火灾检测模块包括外热像仪、双目视觉相机和融合识别系统。外热像仪，被配置为对所述井场中温度异常的位置进行捕捉并确定疑似火灾发生点；双目视觉相机，被配置为：基于深度学习和机器学习的方法，分别对浓烟、火焰进行识别，提取浓烟和/或火焰的深度信息，获取所述疑似火灾发生点的信息数据；融合识别系统，被配置为：对所述疑似火灾发生点的信息数据进行融合，将不同的所述疑似火灾发生点有重叠的区域确定为所述火灾发生点。
[0030]在一个示例中，所述灭火追踪模块包括：红外热像仪，用于获取所述火场的温度分布热图；双目视觉相机，用于采集所述火场的深度信息，并获取温度最高的区域离所述机器人的距离；温度场重建系统，用于基于图像处理的方法对所述温度分布热图进行三维温度场构建；灭火实时追踪系统，基于所构建的三维温度场，调整所述消防水炮的喷射角度以及所述机器人的位置来对所述火场的火本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井场安全自动巡检机器人，其特征在于，包括：信息采集模块，被配置为采集所述机器人在所述井场中的周围环境信息；路径规划模块，被配置为基于所采集到的所述周围环境信息，为所述机器人在所述井场的行进选择一条最优路径，并对所述最优路径上的障碍物进行识别和动态避障，以进行所述机器人的自动巡航。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，还包括：火灾检测模块，被配置为利用融合识别方法对所述井场的火灾进行识别；灭火追踪模块，被配置为在所述火灾检测模块识别到有火灾发生的情况下，控制消防水炮对火源实时追踪，并对火灾发生地点进行抓拍，以用于事故分析。3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，还包括：通信中断自主控制模块，被配置为在所述机器人与操控后台通信中断后进行自主控制，并通过路径规划行进到通信中断前设定的终点。4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述信息采集模块包括：气体传感器，被配置为检测所述井场的有毒和可燃性气体；温度传感器，被配置为检测所述井场的环境温度；高清图像采集装置，包括全景摄像机和双目视觉相机，被配置为采集所述井场的图像数据。5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述路径规划模块包括：GPS定位系统，用于自动巡视所述机器人的位置定位；全局路径规划系统，用于规划所述机器人巡航的起点和终点，选择所述最优路径；障碍物识别系统，包括激光雷达和双目视觉相机，利用所述激光雷达和双目视觉相机采集的信息进行融合来确定障碍物的位姿，以对所述最优路径上的障碍物进行识别；局部路径规划系统，用于对所识别到的障碍物进行躲避处理。6.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述火灾检测模块包括：外热像仪，被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，侯欢欢，李玉梅，陈璋，
申请(专利权)人：河北长立汽车配件有限公司，
类型：发明
国别省市：