CN109473186A - 用于核电站的机器人监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及核电站监测技术领域，公开了一种机器人监控系统，包括机器人、后台服务器及监控平台；机器人包括机器人本体、检测模块、主控模块、报警模块及通讯模块；检测模块检测环境信息并将环境信息传输至主控模块；主控模块对环境信息进行处理并判断环境信息是否超出预设告警值，当环境信息超出预设告警值时，主控模块控制报警模块报警；通讯模块与后台服务器相互通信，通讯模块将环境信息发送至后台服务器，后台服务器对环境信息进行处理；后台服务器与监控平台相互通信，后台服务器将环境信息发送至监控平台；监控平台处理及显示环境信息；监控平台还通过后台服务器发送控制信号至通讯模块，以通过主控模块对机器人进行控制。

Description

用于核电站的机器人监控系统

技术领域

本申请涉及核电站监测技术领域，特别涉及一种机器人监控系统。

背景技术

随着核电站的大量建设、民用核辐照设施的普遍使用以及科学技术的不断发展，核安全防护和应急处理也越来越重要。核辐射对人体的伤害是致命的，因此远离操作与智能化监测设备是核实施不可缺少的工具。

现有的核电站通常在核电站的固定位置设置检测设备，且检测数据缺乏实时传输性，无法实现对核电站的实时监测。

发明内容

基于此，有必要针对现有的核电站通常在核电站的固定位置设置检测设备，且检测数据缺乏实时传输性，无法实现对核电站的实时监测的问题，提供一种机器人监控系统。

一种机器人监控系统，所述的机器人监控系统包括：

机器人，所述机器人包括检测模块、主控模块、报警模块及通讯模块；所述检测模块用于检测环境信息并将所述环境信息传输至所述主控模块；所述主控模块用于对所述环境信息进行处理并判断所述环境信息是否超出预设告警值，所述主控模块还用于当所述环境信息超出所述预设告警值时，控制所述报警模块报警；

后台服务器，所述后台服务器与所述通讯模块相互通信；所述通讯模块用于将所述环境信息发送至所述后台服务器；所述后台服务器用于对所述环境信息进行处理；及

监控平台，所述监控平台与所述后台服务器相互通信，所述后台服务器用于将所述环境信息发送至所述监控平台；所述监控平台用于对所述环境信息进行处理及显示，所述监控平台还用于通过所述后台服务器发送控制信号至所述通讯模块，以通过所述主控模块对所述机器人进行控制。

在其中一个实施例中，所述检测模块包括：

第一检测模块，所述第一检测模块用于检测α射线的辐射量及β射线的辐射量；及

第二检测模块，所述第二检测模块用于检测γ射线的辐射量；

所述环境信息包括α射线的辐射量、β射线的辐射量及γ射线的辐射量，所述预设告警值包括第一预设辐射量、第二预设辐射量及第三预设辐射量，所述主控模块还用于当所述α射线的辐射量大于第一预设辐射量或所述β射线的辐射量大于第二预设辐射量或所述γ射线的辐射量大于第三预设辐射量时，控制所述报警模块报警。

在其中一个实施例中，所述机器人还包括机器人本体，所述机器人本体包括升降杆及收容箱；所述第一检测模块与所述升降杆连接，所述升降杆与所述主控模块电连接；所述主控模块还用于当所述第一检测模块工作时，控制所述升降杆下降至预设高度；所述主控模块还用于当所述第一检测模块不工作时，控制所述升降杆上升，以使得所述第一检测模块收容于所述收容箱内。

在其中一个实施例中，所述机器人还包括采集模块，所述采集模块用于采集环境图像，所述通讯模块还用于将所述环境图像发送至所述后台服务器，所述后台服务器还用于对所述环境图像进行处理并将处理后的环境图像发送至所述监控平台，所述监控平台根据所述环境图像对所述机器人所处的环境进行监控。

在其中一个实施例中，所述环境图像包括人脸图像，所述主控模块还用于将所述人脸图像与预设人脸图像进行比对，并输出比对结果。

在其中一个实施例中，所述比对结果包括所述人脸图像与所述预设人脸图像匹配及所述人脸图像与所述预设人脸图像不匹配。

在其中一个实施例中，所述机器人还包括读卡模块，所述主控模块还用于当所述人脸图像与所述预设人脸图像匹配时，控制所述读卡模块接收证件信息，并将所述证件信息与预设证件信息进行核验，所述主控模块还用于输出核验结果。

在其中一个实施例中，所述机器人还包括导航模块，所述后台服务器包括数据处理模块；所述导航模块用于获取所述机器人本体的位置信息，所述主控模块还用于记录每个位置对应的环境信息，所述通讯模块还用于将所述位置信息及对应的环境信息发送至所述后台服务器，所述数据处理模块用于将所述位置信息及每个位置对应的环境信息形成报表。

在其中一个实施例中，所述监控平台还用于设置巡检计划并将所述巡检计划通过所述后台服务器发送至所述通讯模块，所述主控模块还用于根据所述巡检计划控制所述机器人本体执行巡逻任务。

在其中一个实施例中，还包括移动终端，所述移动终端与所述后台服务器相互通信，所述移动终端用于通过访问所述后台服务器获取所述环境信息及所述环境图像。

上述的机器人监控系统，通过机器人实时检测核电站的环境信息，且判断环境信息是否超出预设告警值，并当环境信息超出预设告警值时，进行报警，以及时发现核电站的故障，机器人还将检测到的环境信息发送至后台服务器及监控平台，由后台服务器进行处理，并由监控平台进行处理及显示，从而通过监控平台实现对核电站的实时监测。

附图说明

图1为一个实施例提供的机器人监控系统的原理框图；

图2为一个实施例提供的机器人的结构示意图；

图3为另一个实施例提供的机器人监控系统的原理框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1，图1为本申请的一个实施例提供的机器人监控系统的原理框图。所述机器人监控系统包括机器人10、后台服务器20及监控平台30。所述机器人10包括机器人本体11、检测模块12、主控模块13、报警模块14及通讯模块15。所述检测模块12用于检测环境信息并将所述环境信息传输至所述主控模块13。所述主控模块13用于对所述环境信息进行处理并判断所述环境信息是否超出预设告警值，当所述环境信息超出所述预设告警值时，所述主控模块13用于控制所述报警模块14报警。所述通讯模块15与所述后台服务器20相互通信，所述通讯模块15用于将所述环境信息发送至所述后台服务器20，所述后台服务器20用于对所述环境信息进行处理。所述后台服务器20与所述监控平台30相互通信，所述后台服务器20用于将所述环境信息发送至所述监控平台30。所述监控平台30用于对所述环境信息进行处理及显示。所述监控平台30还用于通过所述后台服务器20发送控制信号至所述通讯模块15，以通过所述主控模块13对所述机器人10进行控制。

所述检测模块12包括第一检测模块121、第二检测模块122、第三检测模块123、第四检测模块124及第五检测模块125。所述第一检测模块121用于检测α射线的辐射量及β射线的辐射量，所述第二检测模块122用于检测γ射线的辐射量。所述第三检测模块123用于检测温度。所述第四检测模块124用于检测湿度。所述第五检测模块125用于检测气体浓度。

所述第一检测模块121可以是表面污染测量仪，所述第二检测模块122可以是伽马探测仪。

在一实施例中，所述主控模块13通过RS-485协议与所述检测模块12进行通信。

请参阅图2，所述机器人本体11包括升降杆(图未示)及收容箱111。所述第一检测模块121与所述升降杆连接。所述升降杆与所述主控模块13电连接。所述主控模块13还用于当所述第一检测模块121工作时，控制所述升降杆下降至预设高度，以使得所述第一检测模块121避开所述机器人本体11其他部件的干扰，检测到数据更准确；所述主控模块13还用于当所述第一检测模块121不工作时，控制所述升降杆上升，以使得所述第一检测模块121收容于所述收容箱111内，从而实现对所述第一检测模块121的防护。需要说明的是，所述第一检测模块121是否工作由所述主控模块13控制，所述收容箱111设置于所述机器人本体11的前端。

所述环境信息包括α射线的辐射量、β射线的辐射量、γ射线的辐射量、温度、湿度及气体浓度，相应地，所述预设告警值包括第一预设辐射量、第二预设辐射量、第三预设辐射量、预设温度范围、预设湿度范围及预设浓度。

所述主控模块13还用于当所述α射线的辐射量大于第一预设辐射量或所述β射线的辐射量大于第二预设辐射量或所述γ射线的辐射量大于第三预设辐射量时，控制所述报警模块14报警。

所述主控模块13还用于当所述温度超出预设温度范围时，控制所述报警模块14报警。在一实施例中，所述预设温度范围为-40℃～+160℃，所述第三检测模块123在3米至5米内的检测精度为±3℃。

所述主控模块13还用于当所述湿度超出预设湿度范围时，控制所述报警模块14报警。

所述主控模块13还用于当所述气体浓度大于预设浓度时，控制所述报警模块14报警。所述第五检测模块125包括二氧化碳传感器及磷化氢传感器。

通过所述检测模块12实时检测核电站中的环境信息，使得所述机器人10能够及时发现核电站的故障，并发出报警，以及时解决故障，避免重大事故的发生。

请再参阅图3，所述机器人10还包括采集模块16，所述采集模块16用于采集环境图像，所述通讯模块15还用于将所述环境图像发送至所述后台服务器20，所述后台服务器20还用于对所述环境图像进行处理并将处理后的环境图像发送至所述监控平台30，所述监控平台30根据所述环境图像对所述机器人本体11所处的环境进行监控。

在一实施例中，所述采集模块16为摄像机，可以包括可见光摄像机、热成像摄像机和行进摄像机。

通过所述采集模块16采集的环境图像，所述主控模块13或所述后台服务器20对所述环境图像的处理，所述机器人10能够辨识人体。可以理解，当由所述后台服务器20对所述环境图像的进行处理，并辨识到人体时，通过监控平台30发送指令至所述后台服务器20，所述后台服务器20将所述指令发送至所述通讯模块15，从而主控模块13根据所述指令辨识人体。通过所述采集模块16采集的环境图像，所述机器人10还可以识别进入核电站的人员是否带安全帽。所述机器人10对二十米内的环境图像的采集准确率大于95％。

所述环境图像包括人脸图像，所述主控模块13还用于将所述人脸图像与预设人脸图像进行比对，并输出比对结果。所述比对结果包括所述人脸图像与所述预设人脸图像匹配及所述人脸图像与所述预设人脸图像不匹配。

所述机器人10还包括存储模块17及读卡模块18。所述存储模块17存储所述环境信息、所述预设告警值、所述环境图像及所述人脸图像。所述主控模块13还用于当所述人脸图像与所述预设人脸图像匹配时，控制所述读卡模块18接收证件信息，并将所述证件信息与预设证件信息进行核验，所述主控模块13还用于输出核验结果。所述主控模块13还用于当所述人脸图像与所述预设人脸图像不匹配时，控制所述报警模块14报警。需要说明的是，所述预设人脸图像与所述预设证件信息一一对应。所述报警模块14可以通过语音进行报警。

核电站中还包括没有通讯能力的检测设备，所述报警模块14还用于接收所述检测设备的告警信息，所述主控模块13还用于根据所述告警信息控制所述机器人本体11处理所述告警信息对应的故障。

通过将有权限进入核电站的人员的人脸图像存储于所述存储模块17，当所述机器人10识别到白名单人员，即人脸图像与预设人脸图像匹配时，机器人10向白名单人员问好；当所述机器人10识别到黑名单人员，即人脸图像与预设人脸图像不匹配时，则存储的预设人脸图像没有该人员的人脸图像，机器人10可通过发出报警提示监控人员发现黑名单人员，监控人员根据实际需要选择是否将该黑名单人员的人脸图像添加进所述存储模块17。通过机器人10对出现在核电站的人员进行验证，大大提高了验证效率，且通过人脸验证后再进行证件验证，保证人员验证的准确率，进一步提高了核电站的安全性。

所述机器人10还包括导航模块19，所述后台服务器20包括数据处理模块22。所述导航模块19用于获取所述机器人10的位置信息，所述主控模块13还用于记录每个位置对应的环境信息，所述通讯模块15还用于将所述位置信息及对应的环境信息发送至所述后台服务器20，所述数据处理模块22用于将所述位置信息及每个位置对应的环境信息形成报表。所述主控模块13还用于记录每个位置对应的环境图像。可以理解的，所述后台服务器20可以将接收到的位置信息与环境图像及环境信息对应。

所述导航模块19还用于获取所述机器人本体11与周围物体的距离，所述主控模块13用于根据所述距离规划所述机器人10的局部路径，以避免机器人10与周围的物体发生碰撞。所述导航模块19至少包括激光传感器、惯性传感器、红外传感器、超声波传感器及射频识别读写器中的一种。

所述机器人10还包括语音模块51，所述语音模块51用于接收环境语音。所述主控模块13还用于记录每个位置对应的环境语音，所述通讯模块15还用于将所述位置信息及对应的环境语音发送至所述后台服务器20。所述语音模块51还用于播放语音。在一实施例中，所述语音模块51包括拾音器及扩音器，所述拾音器用于接收环境语音，所述扩音器用于播放语音。

所述后台服务器20还包括音视频处理模块21，所述音视频处理模块21用于将所述环境图像处理成视频或图片及将所述环境语音处理成音频，通过位置信息、视频及音频的结合，所述监控平台30呈现机器人10到达核电站的每一处的真实场景，从而对核电站进行监控。

所述后台服务器20还包括告警处理模块23，所述告警处理模块23用于对所述环境信息及所述环境图像进行判断，若所述环境信息超过预设告警值或所述环境图像出现异常，所述告警处理模块23发出告警信息，并通过所述监控平台30显示告警信息或通过所述监控平台30语音播放告警信息。监控人员通过所述告警信息获取核电站的故障状况，并可通过下发控制指令控制机器人10解决故障或通过人工解决故障。

所述监控平台30还用于设置巡检计划并将巡检计划通过所述后台服务器20发送至所述通讯模块15，所述主控模块13还用于根据所述巡检计划控制所述机器人本体11执行巡逻任务。所述巡检计划包括巡检路线、巡检位置、巡检动作及巡检时间。所述巡检动作包括机器人10的朝向、环形巡视、预制位、拍照、语音播报及频次。

所述机器人10还包括表盘识别模块52，所述表盘识别模块52用于对核电站中的表盘进行识别，以读取表盘的数据。

所述机器人10还包括自检模块53，所述自检模块53用于在所述机器人10的电源启动时，对机器人10的检测模块12、主控模块13、报警模块14、通讯模块15、采集模块16、存储模块17、读卡模块18、导航模块19及表盘识别模块52进行开机自检，并在检测完成后传输检测结果至所述语音模块51，所述语音模块51根据所述检测结果播放提示语音。

所述机器人10还包括电源模块54，所述电源模块54用于为所述机器人10供电。所述电源模块54包括蓄电池。所述主控模块13还用于检测所述电源模块54的电量，并当所述电量低于预设电量时，控制所述机器人本体11到充电桩充电，以保证所述机器人10能够正常工作。

所述机器人10还包括动力模块55，所述动力模块55用于根据所述主控模块13的控制驱动所述机器人本体11。

所述检测模块12、所述主控模块13、所述报警模块14、所述通讯模块15、所述采集模块16、所述存储模块17、所述读卡模块18、所述导航模块19、所述语音模块51、所述表盘识别模块52、所述自检模块53、所述电源模块54及所述动力模块55均设置于所述机器人本体11。

所述机器人监控系统还包括移动终端40，所述移动终端40与所述后台服务器20相互通信，所述移动终端40用于通过访问所述后台服务器20获取所述环境信息、所述环境图像及告警信息。所述移动终端40还用于通过所述后台服务器20发送控制信号至所述通讯模块15，所述主控模块13用于根据所述控制信号进行扫描建图、设置巡检路线及设置巡检动作。采用所述移动终端40可以实现对核电站的辅助监控，且灵活、方便。

请参阅图3，在一实施例中，所述机器人监控系统还包括交换机60及路由器70。所述机器人10的通讯模块15通过无线网络与所述交换机60进行通信，所述交换机60与所述后台服务器20连接，进而所述通讯模块15能够与所述后台服务器20进行通信。所述监控平台30通过网线与所述交换机60连接，进而所述监控平台30能够与所述后台服务器20进行通信。所述交换机60通过所述路由器70与互联网连接，进而所述移动终端40能够与所述后台服务器20进行通信。

需要说明的是，所述主控模块13的控制信号可以为由所述监控平台30通过所述后台服务器20发送至所述通讯模块15的控制信号，也可以为由所述移动终端40通过所述后台服务器20发送至所述通讯模块15的控制信号。

本申请的机器人监控系统，通过机器人实时检测核电站的环境信息，且判断环境信息是否超出预设告警值，并当环境信息超出预设告警值时，进行报警，以及时发现核电站的故障，机器人还将检测到的环境信息发送至后台服务器及监控平台，由后台服务器进行处理，并由监控平台进行处理及显示，从而通过监控平台实现对核电站的实时监测。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机器人监控系统，其特征在于，所述机器人监控系统包括：

机器人，所述机器人包括检测模块、主控模块、报警模块及通讯模块；所述检测模块用于检测环境信息并将所述环境信息传输至所述主控模块；所述主控模块用于对所述环境信息进行处理并判断所述环境信息是否超出预设告警值，所述主控模块还用于当所述环境信息超出所述预设告警值时，控制所述报警模块报警；

后台服务器，所述后台服务器与所述通讯模块相互通信；所述通讯模块用于将所述环境信息发送至所述后台服务器；所述后台服务器用于对所述环境信息进行处理；及

监控平台，所述监控平台与所述后台服务器相互通信，所述后台服务器用于将所述环境信息发送至所述监控平台；所述监控平台用于对所述环境信息进行处理及显示，所述监控平台还用于通过所述后台服务器发送控制信号至所述通讯模块，以通过所述主控模块对所述机器人进行控制。

2.根据权利要求1所述的机器人监控系统，其特征在于，所述检测模块包括：

第一检测模块，所述第一检测模块用于检测α射线的辐射量及β射线的辐射量；及

第二检测模块，所述第二检测模块用于检测γ射线的辐射量；

所述环境信息包括α射线的辐射量、β射线的辐射量及γ射线的辐射量，所述预设告警值包括第一预设辐射量、第二预设辐射量及第三预设辐射量，所述主控模块还用于当所述α射线的辐射量大于第一预设辐射量或所述β射线的辐射量大于第二预设辐射量或所述γ射线的辐射量大于第三预设辐射量时，控制所述报警模块报警。

3.根据权利要求2所述的机器人监控系统，其特征在于，所述机器人还包括机器人本体，所述机器人本体包括升降杆及收容箱；所述第一检测模块与所述升降杆连接，所述升降杆与所述主控模块电连接；所述主控模块还用于当所述第一检测模块工作时，控制所述升降杆下降至预设高度；所述主控模块还用于当所述第一检测模块不工作时，控制所述升降杆上升，以使得所述第一检测模块收容于所述收容箱内。

4.根据权利要求1所述的机器人监控系统，其特征在于，所述机器人还包括采集模块，所述采集模块用于采集环境图像，所述通讯模块还用于将所述环境图像发送至所述后台服务器，所述后台服务器还用于对所述环境图像进行处理并将处理后的环境图像发送至所述监控平台，所述监控平台根据所述环境图像对所述机器人所处的环境进行监控。

5.根据权利要求4所述的机器人监控系统，其特征在于，所述环境图像包括人脸图像，所述主控模块还用于将所述人脸图像与预设人脸图像进行比对，并输出比对结果。

6.根据权利要求5所述的机器人监控系统，其特征在于，所述比对结果包括所述人脸图像与所述预设人脸图像匹配及所述人脸图像与所述预设人脸图像不匹配。

7.根据权利要求6所述的机器人监控系统，其特征在于，所述机器人还包括读卡模块，所述主控模块还用于当所述人脸图像与所述预设人脸图像匹配时，控制所述读卡模块接收证件信息，并将所述证件信息与预设证件信息进行核验，所述主控模块还用于输出核验结果。

8.根据权利要求1所述的机器人监控系统，其特征在于，所述机器人还包括导航模块，所述后台服务器包括数据处理模块；所述导航模块用于获取所述机器人本体的位置信息，所述主控模块还用于记录每个位置对应的环境信息，所述通讯模块还用于将所述位置信息及对应的环境信息发送至所述后台服务器，所述数据处理模块用于将所述位置信息及每个位置对应的环境信息形成报表。

9.根据权利要求1所述的机器人监控系统，其特征在于，所述监控平台还用于设置巡检计划并将所述巡检计划通过所述后台服务器发送至所述通讯模块，所述主控模块还用于根据所述巡检计划控制所述机器人本体执行巡逻任务。

10.根据权利要求4所述的机器人监控系统，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端与所述后台服务器相互通信，所述移动终端用于通过访问所述后台服务器获取所述环境信息及所述环境图像。