CN111590559A - 一种防爆巡检任务控制方法、存储介质及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防爆巡检任务控制方法、存储介质及机器人，该控制方法为：通过巡航单元导航到预设的对应任务点执行防爆巡检任务，在执行所述防爆巡检任务过程中会获得相应的任务数据，并将获得的所述任务数据发送到处理器进行数据融合处理，所述处理器根据所述数据融合处理结果做出继续执行防爆巡检任务或上报事故信息的指令。本发明能够执行规律的巡检任务，能够通过图像、声音等进行应急状态下的现场辅助和应急处置，并且能够排查常规手段不易发现的隐患；自动化程度高、防火防爆、稳定精确。

Description

一种防爆巡检任务控制方法、存储介质及机器人

技术领域

本发明涉及石油化工安全生产的技术领域，尤其是涉及一种防爆巡检任务控制方法、存储介质及机器人。

背景技术

随着石油化工企业的发展进步，对于安全问题的关注也越来越广泛，防爆在油田的安全生产中居于首要地位。石油化工行业往往处于空旷的地区，拥有高精密的仪器设备，石油、毒气泄漏等隐患复杂严峻；这些设备大都处在危险的爆炸气体环境中，如果出现紧急情况，就会产生难以估量的后果，因此，有效预防石油化工企业的安全事故，应当定期对作业环境进行检测。

在用人工进行现场巡检时，会由于工作量大、效率低以及主观因素等局限性，造成巡检结果与实际情况的差异；而且长时间在易燃易爆环境中工作，对员工人身安全也存在安全隐患。为了保护员工人身安全并降低生产成本，防爆巡检机器人在石油化工业中得到了广泛的欢迎以及应用。

申请公布号为CN110370284A的中国专利公开了一种防爆自主巡检机器人的自动化控制系统，包括中央处理器、耦接所述中央处理器且用于获取巡逻机器人所在区域的图像信息的图像获取模块、用于获取巡逻机器人的准确位置和周围环境准确情况的位置确定与环境构筑模块以及用于与遥控装置无线通讯连接的通讯模块。巡逻机器人能够获得其本身所在区域较为准确的环境信息且能够获得自身较为准确的位置，并且根据获得的信息构件增量式地图，从而使机器人内部储存的静态环境信息丰富，同时，多卷积神经网络的设置使机器人能够自主学习和识别动态环境的特征，从而有利于机器人识别其所在区域的动态环境：静态环境和动态环境的确定有利于工作人员操作巡逻机器人工作和巡逻机器人自主工作。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：目前的防爆巡检机器人采用远程操作的方法，通过安装在巡检机器人上的高清摄像头、红外热像仪、激光雷达等装置对设备以及工作环境进行巡检；这种巡检机器人虽然避免了人工巡检的缺陷，但是仍然存在不稳定、可探测范围小、灵敏度低、无法自主完成作业任务等问题，不利于安全隐患的排查和清除。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种防爆巡检任务控制方法、存储介质及机器人。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种防爆巡检任务控制方法，通过巡航单元导航到预设的对应任务点执行防爆巡检任务，在执行所述防爆巡检任务过程中会获得相应的任务数据，并将获得的所述任务数据发送到处理器进行数据融合处理，所述处理器根据所述数据融合处理结果做出继续执行防爆巡检任务或上报事故信息的指令。

通过采用上述技术方案，能够执行规律的巡检任务，能够通过图像、声音等进行应急状态下的现场辅助和应急处置，并且能够排查常规手段不易发现的隐患；自动化程度高、防火防爆、稳定精确。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述巡航单元包括防爆摄像机、激光雷达和超声波装置。

通过采用上述技术方案，采用防爆摄像机、激光雷达和超声波装置进行配合使用，激光雷达实时扫描实时更新栅格地图，实现自动建图、导航和避障。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防爆摄像机对障碍物和任务点进行拍摄识别。

通过采用上述技术方案，采用防爆摄像机对障碍物和任务点进行拍摄识别，提高对障碍物和任务点的识别精度和准确度，进而提高日常巡检的栅格地图的精度和准确度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述激光雷达进行实时扫描，并结合所述防爆摄像机识别出的任务点规划出日常巡检的栅格地图。

通过采用上述技术方案，将识别出的任务点导入栅格地图，进而获得日常巡检的栅格地图，实现自动建图。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述超声波装置用于感应近距离障碍物，进行近距离避障。

通过采用上述技术方案，采用超声波装置进行近距离避障，提高了避障精度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防爆巡检任务包括水压表检测、气压表检测、气体检测和爆炸声检测。

通过采用上述技术方案，通过对水压表、气压表、环境气体和爆炸声的检测，实现对工作环境的安全检测，采用多维感知、多数据同时分析，通过声、光、红外、气体等多种传感器采集工作环境的环境信息并进行分析处理，通过多种方式监测和预防事故的发生。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述巡航单元进行导航时采用激光雷达、差分多模GPS与IMU三者相结合的导航技术。

通过采用上述技术方案，采用激光雷达、差分多模GPS与IMU三者相结合的导航技术，导航精度高，故障率低。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述处理器做出上报事故信息的指令后，可切换到人工控制模式。

通过采用上述技术方案，事故的发生可能造成部分检测器件的损坏，此时可切换到人工控制模式，由工作人员进行控制。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种存储介质，其存储有指令集，所述指令集适用于一处理器加载并执行所述的防爆巡检任务控制方法。

通过采用上述技术方案，能够执行规律的巡检任务，能够通过图像、声音等进行应急状态下的现场辅助和应急处置，并且能够排查常规手段不易发现的隐患；自动化程度高、防火防爆、稳定精确。

本发明的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的：

一种机器人，包括：

处理器，用于加载并执行指令集；以及，

所述的存储介质。

通过采用上述技术方案，能够执行规律的巡检任务，能够通过图像、声音等进行应急状态下的现场辅助和应急处置，并且能够排查常规手段不易发现的隐患；自动化程度高、防火防爆、稳定精确。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.能够执行规律的巡检任务，能够通过图像、声音等进行应急状态下的现场辅助和应急处置，并且能够排查常规手段不易发现的隐患；自动化程度高、防火防爆、稳定精确；

2.采用防爆摄像机、激光雷达和超声波装置进行配合使用，采用防爆摄像机对障碍物和任务点进行拍摄识别，提高对障碍物和任务点的识别精度和准确度，进而提高日常巡检的栅格地图的精度和准确度，将识别出的任务点导入栅格地图，进而获得日常巡检的栅格地图，实现自动建图，采用超声波装置进行近距离避障，提高了避障精度；激光雷达实时扫描实时更新栅格地图，实现自动建图、导航和避障；

3.采用激光雷达、差分多模GPS与IMU三者相结合的导航技术，导航精度高，故障率低；

4.采用多维感知、多数据同时分析，通过声、光、红外、气体等多种传感器采集工作环境的环境信息，通过多种方式预防事故的发生。

附图说明

图1是本发明一实施例的防爆巡检任务流程示意图。

图中，1、机器人，2、任务点，3、石油化工管道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明公开一种防爆巡检任务控制方法，通过巡航单元导航到预设的对应任务点执行防爆巡检任务，在执行所述防爆巡检任务过程中会获得相应的任务数据，并将获得的所述任务数据发送到处理器进行数据融合处理，所述处理器根据所述数据融合处理结果做出继续执行防爆巡检任务或上报事故信息的指令。

本发明一实施例中，所述巡航单元包括防爆摄像机、激光雷达和超声波装置。所述防爆摄像机对障碍物和任务点进行拍摄识别，采用防爆摄像机对障碍物和任务点进行拍摄识别，提高对障碍物和任务点的识别精度和准确度，进而提高日常巡检的栅格地图的精度和准确度。所述激光雷达进行实时扫描，构建三维模型进行远距离大范围避障，并结合所述防爆摄像机识别出的任务点规划出日常巡检的栅格地图；所述激光雷达实时扫描，实时更新栅格地图，实现自动避障和导航。将识别出的任务点导入栅格地图，进而获得日常巡检的栅格地图，可以实现自动建图。所述超声波装置用于感应近距离障碍物，进行近距离避障。采用超声波装置进行近距离避障，提高了避障精度。

所述防爆巡检任务包括水压表检测、气压表检测、气体检测和爆炸声检测等工作环境的环境信息。

所述巡航单元进行导航时采用激光雷达、差分多模GPS与IMU三者相结合的导航技术，导航精度高，故障率低。

所述处理器做出上报事故信息的指令后，可切换到人工控制模式；事故（例如气体爆炸）的发生可能造成部分检测器件的损坏，此时可切换到人工控制模式，由工作人员进行控制。

本实施例还提供一种存储介质，其存储有指令集，所述指令集适用于一处理器加载并执行所述的防爆巡检任务控制方法，所述防爆巡检任务控制方法为：通过巡航单元导航到预设的对应任务点执行防爆巡检任务，在执行所述防爆巡检任务过程中会获得相应的任务数据，并将获得的所述任务数据发送到处理器进行数据融合处理，所述处理器根据所述数据融合处理结果做出继续执行防爆巡检任务或上报事故信息的指令。。

本实施例还提供一种机器人，包括：

处理器，用于加载并执行指令集；以及，

存储介质，其存储有指令集，所述指令集适用于所述处理器加载并执行所述的防爆巡检任务控制方法。

参照图1，所述防爆巡检任务控制方法为：所述机器人1通过巡航单元导航到石油化工管道3周边预设的对应任务点2执行防爆巡检任务，在执行所述防爆巡检任务过程中会获得相应的任务数据，并将获得的所述任务数据发送到处理器进行数据融合处理，所述处理器根据所述数据融合处理结果做出继续执行防爆巡检任务或上报事故信息的指令。

所述巡航单元包括防爆摄像机、激光雷达和超声波装置。所述防爆摄像机对障碍物和任务点进行拍摄识别，采用防爆摄像机对障碍物和任务点进行拍摄识别，提高对障碍物和任务点的识别精度和准确度，进而提高日常巡检的栅格地图的精度和准确度。所述激光雷达进行实时扫描，构建三维模型进行远距离大范围避障，并结合所述防爆摄像机识别出的任务点规划出日常巡检的栅格地图；所述激光雷达实时扫描，实时更新栅格地图，实现自动避障和导航。将识别出的任务点导入栅格地图，进而获得日常巡检的栅格地图，可以实现自动建图。所述超声波装置用于感应近距离障碍物，进行近距离避障。采用超声波装置进行近距离避障，提高了避障精度。

所述机器人前方有三个超声波探测器，机器人后方有两个超声波探测器，且每个超声波有7°范围的锥角，感应到障碍物则停止移动，并通过所述巡航单元重新建图并重新规划导航。

所述防爆巡检任务包括水压表检测、气压表检测、气体检测和爆炸声检测等工作环境的环境信息。所述水压表检测和气压表检测是通过防爆摄像机进行拍摄并识别读数，通过防爆云台的高精度旋转，实现对工作环境的全方位摄像，完成对工作环境中水压表、气压表数据的精准识别，以及对细节处的检测等工作；所述气体检测是通过传感器进行检测的，所述传感器可以是激光红外甲烷传感器TDLAS、四合一气体探测器、红外成像探测器等，其中激光红外甲烷传感器TDLAS是通过分析所测光束被气体的选择吸收获得气体浓度，检测工作环境中甲烷气体的浓度，可以精确探测工作环境的气体浓度，判断是否正常，属于非接触性测量方法，实现远距离、高精度测量；红外成像探测器通过测量工作环境中仪器设备的温度，来判断仪器设备是否正常运行，对于事故隐患可以做提前判断；所述爆炸声检测是通过声音传感器，例如防爆拾音器来获取工作环境中的声音信息，当检测到大于阈值的声音数据时，机器人停止移动，并旋转防爆摄像头获取周围环境的图像数据，寻找爆炸点，同时上报事故并发生报警，也可以切换到人工控制模式，从而通过人工控制机器人到事故现场进行确认。

所述任务数据分为规则数据和不规则数据，比如TDLAS和摄像头获取的数据为规则数据，声音传感器获取的声音数据为不规则数据；所述数据融合处理是处理器对规则数据和不规则数据进行统一处理，判断读数是否正常，正常则为无事故，异常则为发生事故；所述处理判断原则为：预先存储有阈值，将待检测的数据与阈值进行比较，在范围内则正常，在范围外则异常，比如温度阈值范围为0-60°，若检测到45°则正常，135°则为异常。不规则数据部分也是一样，比如设定的声音阈值应该是小于80分贝，但是突然采集到一100分贝的声音即为异常。

所述巡航单元进行导航时采用激光雷达、差分多模GPS与IMU三者相结合的导航技术，导航精度高，故障率低。机器人运行过程中，防爆激光雷达在对环境进行扫描的同时，防爆超声波装置和防爆摄像头收集工作环境中障碍物的距离和方位等信息，实现机器人自主导航、避开障碍物、制定最优化的路线完成巡检任务。

所述处理器做出上报事故信息的指令后，可切换到人工控制模式；事故，例如气体爆炸的发生可能造成部分检测器件的损坏，此时可切换到人工控制模式，由工作人员通过远程控制中心控制机器人进行寻找爆炸源并前往查看。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防爆巡检任务控制方法，其特征在于：通过巡航单元导航到预设的对应任务点执行防爆巡检任务，在执行所述防爆巡检任务过程中会获得相应的任务数据，并将获得的所述任务数据发送到处理器进行数据融合处理，所述处理器根据所述数据融合处理结果做出继续执行防爆巡检任务或上报事故信息的指令。

2.根据权利要求1所述的防爆巡检任务控制方法，其特征在于：所述巡航单元包括防爆摄像机、激光雷达和超声波装置。

3.根据权利要求2所述的防爆巡检任务控制方法，其特征在于：所述防爆摄像机对障碍物和任务点进行拍摄识别。

4.根据权利要求3所述的防爆巡检任务控制方法，其特征在于：所述激光雷达进行实时扫描，并结合所述防爆摄像机识别出的任务点规划出日常巡检的栅格地图。

5.根据权利要求2所述的防爆巡检任务控制方法，其特征在于：所述超声波装置用于感应近距离障碍物，进行近距离避障。

6.根据权利要求1所述的防爆巡检任务控制方法，其特征在于：所述防爆巡检任务包括水压表检测、气压表检测、气体检测和爆炸声检测。

7.根据权利要求1所述的防爆巡检任务控制方法，其特征在于：所述巡航单元进行导航时采用激光雷达、差分多模GPS与IMU三者相结合的导航技术。

8.根据权利要求1所述的防爆巡检任务控制方法，其特征在于：所述处理器做出上报事故信息的指令后，可切换到人工控制模式。

9.一种存储介质，其特征在于：其存储有指令集，所述指令集适用于一处理器加载并执行如权利要求1-8任一项所述的防爆巡检任务控制方法。

10.一种机器人，其特征在于，包括：

处理器，用于加载并执行指令集；以及，

如权利要求9所述的存储介质。

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