一种用于管线探测的方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于管线探测技术，提供了一种用于管线探测的方法，所述方法通过投放便携式定位基站，并在多个位置留下定位基站，可以提供高精度的管道定位信息。便携式定位基站的灵活性使得管道机器人可以适应不同类型和尺寸的管道。管道机器人搭载的传感器和定位机制，结合定位基站的信号接收，可以实现管道内的高效数据采集。利用避障数据模型和定位信息，管道机器人可以实现自主避障和路径规划。相比传统的人工管线探测方式，利用管道机器人投放定位基站能够大大提高工作效率并减少人力成本。机器人可以对较大管道进行快速、连续的探测，大大缩短探测周期，减少人工操作的时间和风险。减少人工操作的时间和风险。减少人工操作的时间和风险。

【技术实现步骤摘要】
一种用于管线探测的方法及系统


[0001]本专利技术属于管线探测
，尤其涉及一种用于管线探测的方法及系统。

技术介绍

[0002]管线探测技术是指用于检测、定位和评估地下管线的一系列技术和方法。它主要用于确定地下管线的位置、深度、走向、类型、尺寸、状态和问题等信息。管线探测技术的主要目的是保障公共安全、维护基础设施和环境保护。它广泛应用于城市规划、建筑工程、道路施工、土地开发、管道维护等领域。
[0003]常用的管线探测方法包括：地面探测：使用地面探测仪器，如地磁仪、电磁仪和雷达等，通过测量地下管道周围的物理参数变化来确定管道的位置和深度。
[0004]步进法：通过在地面上定点钻孔或挖掘小型试坑，检查地下是否存在管道，并确定其位置和状态。
[0005]压力测试：将管道封闭并施加一定的压力，观察管道是否存在漏水现象，从而确定管道的完整性和漏水点的位置。
[0006]摄像探测：通过将摄像设备或无人机放入管道中，实时观察并记录管道内部的情况，以便检测管道的状况和问题。
[0007]地理信息系统（GIS）：使用GIS技术，结合已知的管线数据和地理空间数据，进行地下管线的空间分析和模拟，以帮助确定管道的位置、走向和属性信息。
[0008]传统的管道探测方法通常依赖于人工操作，而人工避障在复杂的管道环境中存在一定困难，且传统管道探测方法对管道位置和障碍物的探测通常依赖于较低精度的传感器和测量工具。同时，机器人的避障行为通常是基于预先编程的规则，对于复杂环境中的变化和障碍物多样性，其自主决策能力有限，还需要投入大量的人力成本和较长的探测周期，效率低下。

技术实现思路

[0009]本专利技术实施例的目的在于提供一种用于管线探测的方法，旨在解决
技术介绍
中确定的现有技术存在的技术问题。
[0010]本专利技术实施例是这样实现的，一种用于管线探测的方法，所述方法包括：建立数据模型，并对数据模型进行预先训练，并结合训练后的数据模型使管道机器人在行驶过程中遇到不同的障碍可以自主控制行驶方式；根据管道的结构，设定管道内的预设距离，并通过管道机器人根据预设距离在管道内留下多个UWB定位基站；接收UWB定位基站所收集的信息，并根据信息自动生成管道机器人的移动路径，并同步至管道机器人；根据管道机器人的行驶情况生成事件日志，并接收通过多编组UWB定位基站同步
发送的事件日志与所收集的信息。
[0011]作为本专利技术更进一步的方案，所述建立数据模型，并对数据模型进行预先训练，具体包括：结合历史数据收集管道探测过程中所需的相关数据，包括但不限于管道的结构信息、障碍物的特征、管道机器人的运动数据，并对数据进行预处理；结合管道内障碍物特征，为每一种障碍物特征进行分类并添加标签，同时根据标签设定相应的行使方式，并将该行使方式与该障碍物特征标签相关联；建立神经网络模型，将所收集的数据分为训练集和测试集，并通过训练集对神经网络模型进行持续训练，将输入数据和对应的行使方式送入神经网络模型中，采用反向传播算法持续优化模型参数。
[0012]作为本专利技术更进一步的方案，所述设定管道内的预设距离，并通过管道机器人根据预设距离在管道内留下多个UWB定位基站，具体包括：结合管道尺寸、管道定位精度需求以及管道类型和复杂程度，设定定位基站的放置间隔距离，并定义为预设距离；结合预设距离和管道的总长度，计算得出所需放置的UWB定位基站的数量，并结合管道模型确定每一个UWB定位基站的放置位置。
[0013]作为本专利技术更进一步的方案，所述结合管道内障碍物特征，为每一种障碍物特征进行分类并添加标签，同时根据标签设定相应的行使方式，具体包括：检测障碍物的尺寸，并结合所收集的管道结构信息，判定管道机器人是否能够通过该障碍物；若无法通过，则向管道机器人下达返程指令，并且起点终端报警，且在回程时收走全部的UWB定位基站；若可以通过，则结合当前障碍的横向尺寸和纵向尺寸，向管道机器人下达绕过障碍物或跨过障碍物的指令。
[0014]作为本专利技术更进一步的方案，所述接收UWB定位基站所收集的信息，并根据信息自动生成管道机器人的移动路径，并同步至管道机器人，具体包括：测定管道机器人的当前所处位置，并将该位置定义为零点，模拟出管道机器人的完整移动路径；结合计算所得出的所需放置的UWB定位基站的数量和放置位置，在管道机器人移动时自动向管道内放置UWB定位基站；通过管道机器人自带的红外摄像头采集管道内的当前环境，当识别出遇到障碍物时，结合所收集的障碍物的特征，自动识别出该障碍物的种类，并根据该障碍物种类所属的标签，向管道机器人发送相关联的行使方式指令；当识别出存在拐角和管道缺陷时，在该位置额外投放一个UWB定位基站。
[0015]作为本专利技术更进一步的方案，所述接收通过多编组UWB定位基站同步发送的事件日志与所收集的信息，具体包括：接收多编组UWB定位基站结合管道机器人所发出的事件报告和采集到的管道信息；通过RTK（Real
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time kinematic，实时动态）定位各事件报告位置处，同时实时
播放管线内情况，并同步生成管线三维图。
[0016]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种用于管线探测的系统，所述系统包括：模型建立模块，用于建立数据模型，并对数据模型进行预先训练，并结合训练后的数据模型使管道机器人在行驶过程中遇到不同的障碍可以自主控制行驶方式；基站放置模块，用于根据管道的结构，设定管道内的预设距离，并通过管道机器人根据预设距离在管道内留下多个UWB定位基站；机器人移动模块，用于接收UWB定位基站所收集的信息，并根据信息自动生成管道机器人的移动路径，并同步至管道机器人；信息处理模块，用于根据管道机器人的行驶情况生成事件日志，并接收通过多编组UWB定位基站同步发送的事件日志与所收集的信息。
[0017]作为本专利技术更进一步的方案，所述的模型建立模块具体包括：数据收集单元，用于结合历史数据收集管道探测过程中所需的相关数据，包括但不限于管道的结构信息、障碍物的特征、管道机器人的运动数据，并对数据进行预处理；行为关联单元，用于结合管道内障碍物特征，为每一种障碍物特征进行分类并添加标签，同时根据标签设定相应的行使方式，并将该行使方式与该障碍物特征标签相关联；模型训练单元，用于建立神经网络模型，将所收集的数据分为训练集和测试集，并通过训练集对神经网络模型进行持续训练，将输入数据和对应的行使方式送入神经网络模型中，采用反向传播算法持续优化模型参数。
[0018]作为本专利技术更进一步的方案，所述的基站放置模块具体包括：距离定义单元，用于结合管道尺寸、管道定位精度需求以及管道类型和复杂程度，设定定位基站的放置间隔距离，并定义为预设距离；放置位置定义单元，用于结合预设距离和管道的总长度，计算得出所需放置的UWB定位基站的数量，并结合管道模型确定每一个UWB定位基站的放置位置。
[0019]作为本专利技术更进一步的方案，所述的机器人移动模块具体包括：位置确定单元，用于测定管道机器人的当前所处位置，并将该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于管线探测的方法，其特征在于，所述方法包括：建立数据模型，并对数据模型进行预先训练，并结合训练后的数据模型使管道机器人在行驶过程中遇到不同的障碍可以自主控制行驶方式；根据管道的结构，设定管道内的预设距离，并通过管道机器人根据预设距离在管道内留下多个UWB定位基站；接收UWB定位基站所收集的信息，并根据信息自动生成管道机器人的移动路径，并同步至管道机器人；根据管道机器人的行驶情况生成事件日志，并接收通过多编组UWB定位基站同步发送的事件日志与所收集的信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立数据模型，并对数据模型进行预先训练，具体包括：结合历史数据收集管道探测过程中所需的相关数据，包括但不限于管道的结构信息、障碍物的特征、管道机器人的运动数据，并对数据进行预处理；结合管道内障碍物特征，为每一种障碍物特征进行分类并添加标签，同时根据标签设定相应的行使方式，并将该行使方式与该障碍物特征标签相关联；建立神经网络模型，将所收集的数据分为训练集和测试集，并通过训练集对神经网络模型进行持续训练，将输入数据和对应的行使方式送入神经网络模型中，采用反向传播算法持续优化模型参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定管道内的预设距离，并通过管道机器人根据预设距离在管道内留下多个UWB定位基站，具体包括：结合管道尺寸、管道定位精度需求以及管道类型和复杂程度，设定定位基站的放置间隔距离，并定义为预设距离；结合预设距离和管道的总长度，计算得出所需放置的UWB定位基站的数量，并结合管道模型确定每一个UWB定位基站的放置位置。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述结合管道内障碍物特征，为每一种障碍物特征进行分类并添加标签，同时根据标签设定相应的行使方式，具体包括：检测障碍物的尺寸，并结合所收集的管道结构信息，判定管道机器人是否能够通过该障碍物；若无法通过，则向管道机器人下达返程指令，并且起点终端报警，且在回程时收走全部的UWB定位基站；若可以通过，则结合当前障碍的横向尺寸和纵向尺寸，向管道机器人下达绕过障碍物或跨过障碍物的指令。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接收UWB定位基站所收集的信息，并根据信息自动生成管道机器人的移动路径，并同步至管道机器人，具体包括：测定管道机器人的当前所处位置，并将该位置定义为零点，模拟出管道机器人的完整移动路径；结合计算所得出的所需放置的UWB定位基站的数量和放置位置，在管道机器人移动时自动向管道内放置UWB定位基站；通过管道机器人自带的红外摄像头采集管道内的当前环境，当识别出遇到障碍物时，
结合所收集的障碍物的特征，自动识别出该障碍物的种类，并根据该障碍物种类所属的标签，向管道机器人发送相关联的行使方式指令；当识别出存在拐角和管道缺陷时，在该位置额外投放一个UWB...

【专利技术属性】
技术研发人员：衣凤彬，刘天华，彭伟涛，江启双，魏生培，骆正三，许建文，高重阳，邓英强，黄永莹，
申请(专利权)人：广州龙博测绘技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：