CN107437080A - 一种综合管廊动态智能巡检系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种综合管廊动态智能巡检系统，包括设置于管廊内、用于按照预设路线进行巡检的机器人，设置于机器人上、用于在其巡检过程中对其巡检对象进行图像采集的图像采集设备，与图像采集设备信号连接、用于将其所采集的图像数据进行发送的发送模块，以及用于接收发送模块所发送的图像数据、并对图像数据进行关于巡检对象运行状态的识别处理的识别模块。本发明采用机器人代替巡检人员对管廊内的巡检对象进行巡检，并通过图像采集设备对所有巡检对象进行图像采集，通过识别模块对图像数据进行识别处理，精确判断巡检对象的运行状态，便捷、完整地实现综合管廊的巡检，同时降低巡检人员的劳动强度，避免综合管廊地下环境对巡检人员的健康损害。

Description

一种综合管廊动态智能巡检系统
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种综合管廊动态智能巡检系统。
背景技术
随着中国城市建设的发展，越来越多的大城市已逐渐建成地下城市管道综合走廊(以下简称“综合管廊”)。
综合管廊即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。地下综合管廊系统不仅解决城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修。
综合管廊内的线缆、管道众多，因此需要时刻进行监视，定期进行检修。目前，综合管廊的日常巡视检测工作主要由人工完成，并通过固定式监控检测设备和手持式检测设备进行辅助巡检。比如，可通过设置在管廊内的摄像头等进行拍摄，然后技术人员通过图像进行监视，或者巡检人员手持检测工具，比如万用表、压力计、温度计等在管廊内进行按时巡查，并利用检测工具对巡检对象进行检测。
然而，由于综合管廊内的环境恶劣，不利于工作人员的身心健康且存在安全隐患，其环境湿度大，常常会有漏水和积水，且通风条件差，易聚集有毒有害气体，同时光照条件差，不便于工作人员巡检。并且，综合管廊内的通道距离往往较长，巡检人员的劳动强度很大，而且就算通过固定式检测设备离散式分布于管廊沿线的方式，也无法轻易实现全覆盖式的监控。
因此，如何便捷、完整地实现综合管廊的巡检，同时降低巡检人员的劳动强度，避免综合管廊地下环境对巡检人员的健康损害，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种综合管廊动态智能巡检系统，能够便捷、完整地实现综合管廊的巡检，同时降低巡检人员的劳动强度，避免综合管廊地下环境对巡检人员的健康损害。
为解决上述技术问题，本发明提供一种综合管廊动态智能巡检系统，包括设置于管廊内、用于按照预设路线进行巡检的机器人，设置于所述机器人上、用于在其巡检过程中对其巡检对象进行图像采集的图像采集设备，与所述图像采集设备信号连接、用于将其所采集的图像数据进行发送的发送模块，以及用于接收所述发送模块所发送的图像数据、并对所述图像数据进行关于巡检对象运行状态的识别处理的识别模块。
优选地，所述图像采集设备具体包括摄像头和/或外红成像仪。
优选地，所述机器人的底部设置有行走模块，且所述行走模块具体包括若干个驱动电机和与各所述驱动电机相连的驱动轮。
优选地，所述机器人内设置有充电电池，且所述管廊内沿其路线分布有若干个用于对所述充电电池进行充电的充电桩。
优选地，所述机器人内还设置有用于检测所述管廊内当前环境参数的环境检测模块。
优选地，所述环境检测模块具体包括氧气检测仪、毒害气体检测仪、温度传感器和/或湿度传感器。
优选地，还包括设置于所述管廊内、用于使所述管廊内覆盖无线通信网络的若干个无线接入点。
优选地，还包括与所述识别模块信号连接、用于在其识别出当前巡检对象的运行状态非正常时按照预设方式对用户进行示警的报警模块。
优选地，所述识别模块具体包括用于对所述图像数据进行特征提取的采样模块，以及与所述采样模块信号连接、用于将其提取出的特征数据与预设标准状态模板进行对比辨识的对比模块。
优选地，还包括与所述识别模块信号连接、用于将其对各个巡检对象运行状态的识别结果进行定期存储的储存模块。
本发明所提供的综合管廊动态智能巡检系统，主要包括机器人、图像采集设备、发送模块和识别模块。其中，机器人设置在管廊内，主要用于按照预设路线在管廊内进行行走和巡检。图像采集设备设置在机器人上，主要用于在机器人在管廊内的巡检过程中，对沿途的巡检对象进行图像采集。发送模块与图像采集设备信号连接，主要用于将其采集的图像数据发送给识别模块。而识别模块在接收到图像采集设备所采集的图像数据后，对该图像数据进行预设方式的识别处理，从而判断该图像数据所对应的巡检对象的运行状态(正常和非正常)。如此，本发明所提供的综合管廊动态智能巡检系统，采用机器人代替巡检人员对管廊内的巡检对象进行巡检，并通过图像采集设备对所有巡检对象进行图像采集，最后通过识别模块对采集的图像数据进行识别处理，从而精确判断出巡检对象的运行状态，由于不再需要巡检人员在管廊内进行实地巡检，因此通过机器人在管廊内的预设路线的行走，能够便捷、完整地实现综合管廊的巡检，同时降低巡检人员的劳动强度，避免综合管廊地下环境对巡检人员的健康损害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；
图2为图1中所示的机器人的具体模块结构示意图；
其中，图1—图2中：
机器人—1，行走模块—101，充电电池—102，环境检测模块—103，图像采集设备—2，发送模块—3，识别模块—4，采样模块—401，对比模块—402，无线接入点—5，报警模块—6，储存模块—7。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，综合管廊动态智能巡检系统主要包括机器人1、图像采集设备2、发送模块3和识别模块4。
其中，机器人1设置在管廊内，主要用于按照预设路线在管廊内进行行走和巡检。图像采集设备2设置在机器人1上，主要用于在机器人1在管廊内的巡检过程中，对沿途的巡检对象进行图像采集。
发送模块3与图像采集设备2信号连接，主要用于将其采集的图像数据发送给识别模块4。而识别模块4在接收到图像采集设备2所采集的图像数据后，对该图像数据进行预设方式的识别处理，从而判断该图像数据所对应的巡检对象的运行状态(正常和非正常)。
如此，本实施例所提供的综合管廊动态智能巡检系统，采用机器人1代替巡检人员对管廊内的巡检对象进行巡检，并通过图像采集设备2对所有巡检对象进行图像采集，最后通过识别模块4对采集的图像数据进行识别处理，从而精确判断出巡检对象的运行状态，由于不再需要巡检人员在管廊内进行实地巡检，因此通过机器人1在管廊内的预设路线的行走，能够便捷、完整地实现综合管廊的巡检，同时降低巡检人员的劳动强度，避免综合管廊地下环境对巡检人员的健康损害。
在关于图像采集设备2的一种优选实施方式中，该图像采集设备2具体可为摄像头或红外成像仪等，或者两者同时设置也是可行的。
如图2所示，图2为图1中所示的机器人的具体模块结构示意图。
在关于机器人1的一种优选实施方式中，该机器人1主要包括行走模块101、充电电池102和环境检测模块103。其中，行走模块101设置在机器人1的底部，主要用于驱动机器人1主体进行移动，当然，主要遵循管廊内的预设路线进行行走。具体的，该行走模块101包括若干个驱动电机和若干个驱动轮，并且各个驱动轮与对应的驱动电机相连。如此设置，机器人1的行走模块101将具备单驱、双驱或四驱等多种驱动模式，可适应不同的巡检环境和巡检节奏。
充电电池102设置在机器人1体内，主要用于对机器人1的其余功能系统提供能量。当然，该充电电池102是可反复充电放电的，当机器人1在管廊内的巡检时间过长时，充电电池102的电量有可能用尽，针对此，本实施例在管廊内的各条线路上均设置有若干个用于对于充电电池102进行充电的充电桩。具体的，该充电桩可使用市电作为电源，并且可为机器人1提供所需电压的交流或直流电。
进一步的，为保证机器人1在整个巡检过程中，充电电池102均具备足够充足以应对停电等紧急情况的电量，还可在机器人1内增设自动充电检测系统。具体的，该自动充电检测系统主要用于对充电电池102的剩余电量进行检测，当检测到其剩余电量低于预设阈值后，比如低于20％后，则对机器人1的控制器发送特定指令，使机器人1寻找最近的充电桩进行自动充电。
环境检测模块103设置在机器人1上，主要用于检测管廊内的当前环境参数，以判断是否满足巡检人员的工作环境条件要求。具体的，该环境检测模块103可包括氧气检测仪、毒害气体检测仪、温度传感器或湿度传感器等，可分别用于检测管廊内的O2浓度、CO浓度、CH4浓度、H2S浓度、温度、湿度、光照强度、PM2.5等环境参数。
另外，考虑到部分管廊的设计较为复杂、曲折，对通讯信号的传递具有一定抑制、干扰影响，而机器人1在该部分管廊进行巡检时，有可能会出现与机器人1的通讯信号突然中断的情况，针对此，本实施例在管廊内沿着管廊的路径均匀铺设了多个无线接入点5(无线AP)，使得各个无线接入点5能够互相桥接，形成覆盖整个管廊的无线通信网络。如此，机器人1即可通过各个无线接入点5与外部设备保持稳定的通讯连接。同时，图像采集设备2可通过各个无线接入点5与发送模块3信号连接，且发送模块3亦可通过各个无线接入点5与识别模块4信号连接。并且，由于无线接入点5的数量较多，因此当机器人1在管廊内行走移动时，机器人1可将网络连接自动切换连接到与其距离最近的无线接入点5。
在关于识别模块4的一种优选实施方式中，该识别模块4具体包括采样模块401和对比模块402。其中，采样模块401主要用于对图像采集设备2所采集的图像数据按照内置程序进行特征提取，将图像数据中具有明显辨识度的部分数据提取出来作为特征数据。对比模块402与采样模块401信号连接，主要用于将采样模块401所提取出的特征数据与预设标准状态模板进行对比辨识，当特征数据与预设标准状态模板上的对应数据不相同时，即可判断当前图像数据所对应的巡检对象的工作状态非正常，需要及时进行检修维护，反之则说明工作状态正常。一般的，该识别模块4可用于表计识别、裂缝检测、渗漏水检测和电缆温度检测。
另外，本实施例中增设了报警模块6，具体的，该报警模块6与识别模块4信号连接，主要用于在识别模块4识别出当前巡检对象的运行状态为非正常时，通过预设方式对用户进行示警。比如，报警模块6可通过发出特定声音、闪烁特定颜色的光等方式提醒技术管理人员等。
需要说明的是，上述采样模块401、对比模块402和报警模块6等均可集成设置在后台服务器上，比如计算器、工控机等，机器人1通过无线网络通讯方式将采集的图像数据发送给后台服务器后，可在后台服务器上由各个模块对应的预设软件进行图像数据的特征提取、模板对比、报警等操作。
不仅如此，本实施例中还增设了储存模块7，具体的，该储存模块7与识别模块4信号连接，主要用于在识别模块4对当前巡检对象的状态识别操作完成后，将其各个巡检对象的状态识别结果进行定期存储，以方便技术管理人员进行快速检修。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，包括设置于管廊内、用于按照预设路线进行巡检的机器人(1)，设置于所述机器人(1)上、用于在其巡检过程中对其巡检对象进行图像采集的图像采集设备(2)，与所述图像采集设备(2)信号连接、用于将其所采集的图像数据进行发送的发送模块(3)，以及用于接收所述发送模块(3)所发送的图像数据、并对所述图像数据进行关于巡检对象运行状态的识别处理的识别模块(4)。
2.根据权利要求1所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，所述图像采集设备(2)具体包括摄像头和/或外红成像仪。
3.根据权利要求2所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，所述机器人(1)的底部设置有行走模块(101)，且所述行走模块(101)具体包括若干个驱动电机和与各所述驱动电机相连的驱动轮。
4.根据权利要求3所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，所述机器人(1)内设置有充电电池(102)，且所述管廊内沿其路线分布有若干个用于对所述充电电池(102)进行充电的充电桩。
5.根据权利要求4所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，所述机器人(1)内还设置有用于检测所述管廊内当前环境参数的环境检测模块(103)。
6.根据权利要求5所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，所述环境检测模块(103)具体包括氧气检测仪、毒害气体检测仪、温度传感器和/或湿度传感器。
7.根据权利要求1-6任一项所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，还包括设置于所述管廊内、用于使所述管廊内覆盖无线通信网络的若干个无线接入点(5)。
8.根据权利要求7所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，还包括与所述识别模块(4)信号连接、用于在其识别出当前巡检对象的运行状态非正常时按照预设方式对用户进行示警的报警模块(6)。
9.根据权利要求8所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，所述识别模块(4)具体包括用于对所述图像数据进行特征提取的采样模块(401)，以及与所述采样模块(401)信号连接、用于将其提取出的特征数据与预设标准状态模板进行对比辨识的对比模块(402)。
10.根据权利要求9所述的综合管廊动态智能巡检系统，其特征在于，还包括与所述识别模块(4)信号连接、用于将其对各个巡检对象运行状态的识别结果进行定期存储的储存模块(7)。
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