CN113670276B - 一种基于uwb的地下通道测绘方法、设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于UWB的地下通道测绘方法、设备、存储介质，该方法包括：确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘。
Description
技术领域
本申请涉及超宽带(Ultra Wide Band，UWB)定位领域，尤其涉及一种基于UWB的地下通道测绘方法、设备、存储介质。
背景技术
我们日常使用的定位技术主要是依靠全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)实现的，定位技术的影响也非常广泛，他除了具备非常重要的军事战略意义外，也给我们的生活带来了极大的方便。
由于传统的GPS定位技术在地下室或建筑物遮挡时，卫星信号被遮挡或者衰减，导致GPS定位精度急剧下降，所以不能够用于地下或室内等有遮挡的地方。
在如今地下通道的工程作业中，比如矿道、下水道等环境脏乱差的地方，若想获取地下通道的相关信息通常通过人力进行探索、检查，但通过人力进行探索会增加成本，而且稍有不慎会影响工人的人身安全。
发明内容
本申请提供了一种基于UWB的地下通道测绘方法、设备、存储介质，解决了在地下工程中获取地下通道的路径困难、施工效率低的技术问题。
一种基于UWB的地下通道测绘方法，包括：
确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；
当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并
通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；
根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；
根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘。
在本申请的一种实施例中，根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，具体包括：通过所述测绘机器人上设置的热成像仪采集图像信息，并根据所述图像信息，对所述地下通道内的生物环境进行识别；根据所述移动路径、所述生物环境进行模型构建。
在本申请的一种实施例中，根据所述移动路径、所述生物环境进行模型构建之后，所述方法还包括：将构建的所述模型在终端进行展示；基于用户在所述终端上的操作，显示对应位置的第一坐标，所述第一坐标通过所述移动路径得到；基于所述用户在所述第一坐标上的操作，展示所述对应位置的所述生物环境信息，所述生物环境信息中携带有时间信息。
在本申请的一种实施例中，根据所述图像信息，对所述地下通道内的生物环境进行识别之后，所述方法还包括：通过所述测绘机器人上设置的振动传感器，确定所述测绘机器人的振动频率；若所述振动频率从第一时刻到第二时刻的变化程度超过预设阈值，则将所述第一时刻后生成的所述移动路径剔除。
在本申请的一种实施例中，所述惯导模块包括陀螺仪、气压计、位移传感器；所述惯导信息包括通过所述陀螺仪检测到角速度、通过所述气压计检测到的高度、通过所述位移传感器检测到的位移距离；根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，具体包括：通过所述测绘机器人上设置的测距传感器采集所述地下通道对应的尺寸信息；并对所述惯导信息进行分析，得到所述地下通道的地理环境信息；所述地理环境信息包括：根据所述角速度得到的所述地下通道的平稳度、根据所述高度以及所述位移距离得到的所述地下通道的倾斜度；根据所述移动路径、所述尺寸信息以及所述地理环境信息，对所述地下通道进行模型构建。
在本申请的一种实施例中，所述UWB基站的数量至少包括三个；所述通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息，具体包括：通过各所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信时间，分别得到各所述UWB基站与所述UWB模块之间的距离；根据至少三个所述UWB基站对应的所述距离，以及所述至少三个UWB基站对应的第二坐标，确定所述UWB模块的第三坐标；根据所述第三坐标，确定携带有所述UWB模块的所述测绘机器人的位置信息。
在本申请的一种实施例中，所述方法还包括：所诉测绘机器人包括补光装置；所述补光装置中包括光强传感器；当根据所述光强传感器获得的光照强度小于预设光照阈值时，控制打开所述补光装置中的补光灯进行补光；所述测绘机器人包括摄像机；通过所述摄像机采集图像数据；将当前采集的所述图像数据上传至终端；并将所述图像数据与当前所述位置信息进行匹配。
在本申请的一种实施例中，所述方法还包括：所述测绘机器人包括温度传感器；通过所述温度传感器采集所述地下通道各个位置的温度信息；将所述温度信息传送到终端设备中。
一种基于UWB的地下通道测绘设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；
当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并
通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；
根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；
根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘。
一种存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：
确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；
当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并
通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；
根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；
根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘。
本申请提供了一种基于UWB的地下通道测绘方法、设备、存储介质，至少包括以下有益效果：通过采用UWB定位技术，能够高精度的获取测绘机器人的位置，以便清楚地测绘出地下通道的路径信息，相对传统的对地下通道进行人工采集数据，能够给工作人员提供更高维度的数据信息，帮助工作人员更好的进行施工布局、使工作人员更高效的施工；相比于GPS，信号更强，相比于视觉导航，能工更加适应黑暗的环境，通过使用惯导模块，能够清楚地获知地下通道内的路况信息，使工作人员在工作过程中能够更有针对性的进行施工。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种基于UWB的地下通道测绘方法步骤示意图；
图2为本申请实施例提供的一种基于UWB的地下通道测绘设备结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例对本申请进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
我们日常使用的定位技术主要是依靠GPS实现的，定位技术的影响也非常广泛，他除了具备非常重要的军事战略意义外，也给我们的生活带来了极大的方便。由于传统的GPS定位技术在地下室或建筑物遮挡时，卫星信号被遮挡或者衰减，导致GPS定位精度急剧下降，所以不能够用于地下或室内等有遮挡的地方。
在如今地下通道的工程作业中，比如矿道、下水道等环境脏乱差的地方，若想获取地下通道的相关信息只能通过人力进行探索、检查，但通过人力进行探索会增加成本，而且稍有不慎会影响工人的人身安全。
UWB是一种无载通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传编数据。具有定位精度高、实时性好、穿透能力强、传输力强等优点。UWB信号能穿透树叶、土地、混凝土、水体等介质。通过利用UWB的定位技术能够代替工作人员进行地下通道的探索，不仅能够提高工作效率，同时能够保障工人的人身安全。下面进行具体说明。
图1为本申请实施例提供的一种基于UWB的地下通道测绘方法的步骤示意图，可以包括以下步骤：
S101：确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块。
具体地，在测绘路径前，由技术人员确定UWB基站的搭建位置并搭建UWB基站，并在测绘机器人上安装UWB模块。UWB基站与测绘机器人均与终端设备连接，终端设备可将获得的数据显示并进行可视化处理。测绘机器人可以为能够自动行驶或手动行驶的小车等移动物体，小车接收到的数据可通过携带的处理器自行处理从外界接收的数据，并将该数据传送给终端。
S102：当测绘机器人位于地下通道中移动时，通过UWB基站与UWB模块之间的通信，确定测绘机器人的位置信息。
具体地，地下通道可以为，比如下水道、矿道等工人作业困难的地下通道环境。当测绘机器人位于地下通道中移动时，每个UWB基站通过获取测绘机器人的发射的信号，能够确定测绘机器人与本基站的距离，以本UWB基站为中心，以该距离为半径，确定测绘机器人在本UWB基站的圆形范围内。但通过一个UWB基站无法确定测绘机器人的具体位置，通常至少需要三个UWB基站，才能够将每个UWB基站的圆形范围相交，确定测绘机器人的具体位置。
在本申请的一种实施例中，预先在UWB基站的数量至少包括三个；通过UWB基站与UWB模块之间的通信，确定测绘机器人的位置信息，具体包括：通过各UWB基站与UWB模块之间的通信时间，分别得到各UWB基站与UWB模块之间的距离；根据至少三个UWB基站对应的距离，以及至少三个UWB基站对应的第二坐标，确定UWB模块的第三坐标；根据第三坐标，确定携带有UWB模块的测绘机器人的位置信息。
具体地，上文已经描述过，只通过一个UWB基站难以对测绘机器人的位置进行精确定位，在实际工作中，往往至少需要三个UWB基站，通过三点定位的方式，来实现对测绘机器人的精确定位。在定位之前，通常预先根据地理环境，构建有相应的地理模型。由于UWB基站是预先放置的，能够明确的获取其对应的位置坐标，因此，将UWB基站对应的第二坐标在地理模型中进行标记。通过UWB基站与UWB模块之间的传输信号的时间，能够得到UWB模块与各UWB基站之间的距离，此时，在地理模型中，通过每个UWB基站，都能够得到UWB模块对应的位置范围，这多个位置范围相交的位置，即为UWB模块所在的位置(在此可以将其称作第三坐标)，此时即可将第三坐标在地理模型中进行标注体现。
S103：通过测绘机器人上携带的惯导模块，记录测绘机器人对应的惯导信息。
具体地，惯导模块是指采用全球卫星导航系统(Global Navigation SatelliteSystem，GNSS)/惯性导航系统(
Inertial Navigation System，INS)组合导航定位技术，凭借高精度六轴惯性器件和成熟的惯性算法，无需里程计或速度信号接入，且无严格安装要求，即使在隧道、车库等弱信号环境下也能成为车辆提供高精度的定位模块。
通过惯导模块，可以记录测绘机器人的加速度、角速度等惯导信息。
在本申请的一种实施例中，惯导模块包括陀螺仪、气压计、位移传感器；惯导信息包括通过陀螺仪检测到角速度、通过气压计检测到的高度、通过位移传感器检测到的位移距离；根据移动路径，对地下通道进行模型构建，具体包括：通过测绘机器人上设置的测距传感器采集地下通道对应的尺寸信息；并对惯导信息进行分析，得到地下通道的地理环境信息；地理环境信息包括：根据角速度得到的地下通道的平稳度、根据高度以及位移距离得到的地下通道的倾斜度；根据移动路径、尺寸信息以及地理环境信息，对地下通道进行模型构建。
具体地，陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。陀螺仪在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。通过陀螺仪可以获得测绘机器人的角速度。
气压计可以使用高精度气压计，高精度气压计的精度可达0.01米。当测绘机器人随着地下通道内的高度上升或下降时，通过高精度气压计能够检测到测绘机器人的高度变化，从而获得地下通道中的高度变化情况。
位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。通过位移传感器能够测量出测绘机器人的位移距离。
进一步地，通过测绘机器人设置的测距传感器采集地下通道的宽度、高度和直径等尺寸信息。惯导模块会将采集到的数据传送到终端进行数据的可视化分析，由此获得地下通道内的环境状况，比如通过陀螺仪测试检测机器人的角速度是否发生变化可以得知地下通道内是否平稳；通过高精度气压计可检测地下通道的不同位置是否处于同一水平高度上，若否，可以通过计算得出两个不同位置间的高度差，并且可以根据两个不同位置间的位移距离以及高度差计算相对倾斜度等；根据这些采集到的数据可以进行模型构建，便可以知道地下通道中某个位置的具体情况，在工人施工时便可以参考采集到的数据，为施工提供了极大地便利。
S104：根据位置信息以及惯导信息生成测绘机器人对应的移动路径。
具体地，根据测绘机器人实时的获取位置信息，生成移动路径。由于根据惯导模块也可以生成移动路径，那么便可能会存在根据UWB模块生成的路径与根据惯导模块生成的移动路径出现误差的情况。为了使路径生成的更加精确，可以采取以UWB模块为主，以惯导模块为辅的方式计算并生成移动路径。
S105：根据移动路径，对地下通道进行模型构建，该模型可以为二维平面模型，也可以为三维立体模型，以对地下通道进行测绘。
具体地，根据确定好的移动路径，在终端设备的界面将该移动路径进行显示，可以清楚的获得地下通道的路线图，路线图上的每个位置都与地下通道中的位置相对应。
在本申请的一种实施例中，根据移动路径，对地下通道进行模型构建，具体包括：通过测绘机器人上设置的热成像仪采集图像信息，并根据图像信息，对地下通道内的生物环境进行识别；根据移动路径、生物环境进行模型构建。
具体地，热成像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。根据获得的热图像可以分辨出地下通道内的生物为何种生物，例如在矿道内或下水道中，会有老鼠、蛇等喜欢在阴暗潮湿的地下生活的生物，通过热成像仪可以检测到地下通道内有什么种类的生物，提前提醒工作人员此位置曾有危险生物出没，当工作人员进行探索的时候，可以提前预防危险。
在本申请的一种实施例中，根据移动路径、生物环境进行模型构建之后，将构建的模型在终端进行展示；基于用户在终端上的操作，显示对应位置的第一坐标，第一坐标通过移动路径得到；基于用户在第一坐标上的操作，展示对应位置的生物环境信息，生物环境信息中携带有时间信息。
具体地，根据实际地下通道构建的模型在终端进行展示，工作人员可以清晰地了解地下通道各个位置的具体情况。用户通过在终端点击地下通道对应的每个位置，可以显示出该位置的第一坐标，由此就可以对应到实际的地下通道中的具体位置。当用户点击模型中的路径的某一位置时，根据用户的选择显示出该位置对应的生物信息，由于生物是活动的，所以记录的生物信息是测绘机器人在某一固定时刻采集的，当显示生物信息时，也会对应显示采集该生物信息的时间点，例如在某月某日某时进行的生物信息采集。
在本申请的一种实施例中，根据图像信息，对地下通道内的生物环境进行识别之后，通过测绘机器人上设置的振动传感器，确定测绘机器人的振动频率；若振动频率从第一时刻到第二时刻的变化程度超过预设阈值，则将第一时刻后生成的移动路径剔除。
具体地，当检测到地下通道中有生物出没时，地下生物往往会对探测机器人有不同程度的撞击而导致测绘机器人不能按照原来的路线行驶，这时测绘机器人的路线会出现混乱的情况。为了解决这一问题，在测绘机器人上安装振动传感器，确定振动机器人的振动频率，当有生物撞击时，振动传感器的振动频率会发生较大的变化，但是考虑到地下通道中有异物也会使测绘机器人发生颠簸从而导致振动频率变化，所以设置当振动频率从第一时刻到第二时刻的变化超过预设阈值时，才判断为是有生物撞击到了测绘机器人，这时便将从第一时刻生成的移动路径从原来生成的移动路径上剔除。
为了重新生成剔除后的路径，测绘机器人会回到第一时刻在地下通道内的位置重新进行定位，重新确定测绘机器人的移动路径，或者，当振动频率回归到第一时刻对应的振动频率时再重新进行定位并确定测绘机器人的移动路径。
在本申请的一种实施例中，所诉测绘机器人包括补光装置；补光装置中包括光强传感器；当根据光强传感器获得的光照强度小于预设光照阈值时，控制打开补光装置中的补光灯进行补光；测绘机器人包括摄像机；通过摄像机采集图像数据；将当前采集的图像数据上传至终端；并将图像数据与当前位置信息进行匹配。
具体地，地下通道一般较为黑暗，若想采集地下通道内的图像信息，必须采用补光装置进行补光，以使摄像机拍摄到的图像清楚、清晰。为了节约能源，只有当光强小于预设阈值时才控制打开补光装置中的补光灯，补光装置是为摄像机更好地采集图像数据，摄像机采集完成的图像数据会上传至终端设备；终端设备对应的服务器会将采集到的图像数据与地下通道中对应的位置进行匹配，当用户点击地下通道的某一位置时，会出现该位置对应的图像，方便用户查看分析。通过对图像数据的分析能够知道地下通道各个位置的环境情况，例如通过图像获知下水道管道是否有裂缝，或矿道内是否存在塔方隐患等。
在本申请的一种实施例中，测绘机器人包括温度传感器；通过温度传感器采集地下通道各个位置的温度信息；将温度信息传送到终端设备中。
具体地，通过温度传感器提供温度信息，能够根据温度信息为地下通道内的施工提供参考，比如该环境昼夜温差大适合在地下通道中安装什么样材质的管道；该环境温度过低适合安装什么材质的管道，以防止管道冻裂；当工人进行作业前查询工作环境中的温度情况，提醒工人提前做好准备，以防止因为环境温度变化问题而导致生病的情况。
本申请提供的一种基于UWB的地下通道测绘方法，至少包括以下有益效果：通过采用UWB定位技术，能够高精度的获取测绘机器人的位置，以能够清楚地测绘出地下通道的路径信息，相对传统的对地下通道进行人工采集数据，能够给工作人员提供更高维度的数据信息，帮助工作人员更好的进行施工布局、使工作人员更高效的施工；通过使用惯导模块，能够清楚地获知地下通道内的路况信息，使工作人员在工作过程中能够更有针对性的进行施工。
以上为本申请实施例提供的一种基于UWB的地下通道测绘方法，基于同样的发明思路，本申请实施例还提供了相应的一种基于超宽带UWB的地下通道测绘设备，如图2所示。
本实施例提供了一种基于UWB的地下通道测绘设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；
当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并
通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；
根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；
根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘。
本申请的一些实施例提供的一种存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；
当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并
通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；
根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；
根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种基于UWB的地下通道测绘方法，其特征在于，包括：
确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；
当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并
通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；
根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；
根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘；
通过所述测绘机器人上设置的热成像仪采集图像信息，并根据所述图像信息，对所述地下通道内的生物环境进行识别；
根据所述移动路径、所述生物环境进行模型构建；
通过所述测绘机器人上设置的振动传感器，确定所述测绘机器人的振动频率；
若所述振动频率从第一时刻到第二时刻的变化程度超过预设阈值，则将所述第一时刻后生成的所述移动路径剔除；
根据所述移动路径、所述生物环境进行模型构建之后，所述方法还包括：
将构建的所述模型在终端进行展示；
基于用户在所述终端上的操作，显示对应位置的第一坐标，所述第一坐标通过所述移动路径得到；
基于所述用户在所述第一坐标上的操作，展示所述对应位置的生物环境信息，所述生物环境信息中携带有时间信息；
所述惯导模块包括陀螺仪、气压计、位移传感器；所述惯导信息包括通过所述陀螺仪检测到角速度、通过所述气压计检测到的高度、通过所述位移传感器检测到的位移距离；
所述根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，具体包括：
通过所述测绘机器人上设置的测距传感器采集所述地下通道对应的尺寸信息；并
对所述惯导信息进行分析，得到所述地下通道的地理环境信息；所述地理环境信息包括：根据所述角速度得到的所述地下通道的平稳度、根据所述高度以及所述位移距离得到的所述地下通道的倾斜度；
根据所述移动路径、所述尺寸信息以及所述地理环境信息，对所述地下通道进行模型构建。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先搭建的UWB基站的数量至少包括三个；
所述通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息，具体包括：
通过各所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信时间，分别得到各所述UWB基站与所述UWB模块之间的距离；
根据至少三个所述UWB基站对应的所述距离，以及所述至少三个UWB基站对应的第二坐标，确定所述UWB模块的第三坐标；
根据所述第三坐标，确定携带有所述UWB模块的所述测绘机器人的位置信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所诉测绘机器人包括补光装置；所述补光装置中包括光强传感器；
所述测绘机器人包括摄像机；
所述方法还包括：
当根据所述光强传感器获得的光照强度小于预设光照阈值时，控制打开所述补光装置中的补光灯进行补光；
通过所述摄像机采集图像数据；
将当前采集的所述图像数据上传至终端；
并将所述图像数据与当前所述位置信息进行匹配。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测绘机器人包括温度传感器；
所述方法还包括：
通过所述温度传感器采集所述地下通道各个位置的温度信息；
将所述温度信息传送到终端设备中。
5.一种基于UWB的地下通道测绘设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；
当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并
通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；
根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；
根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘；
通过所述测绘机器人上设置的热成像仪采集图像信息，并根据所述图像信息，对所述地下通道内的生物环境进行识别；
根据所述移动路径、所述生物环境进行模型构建；
通过所述测绘机器人上设置的振动传感器，确定所述测绘机器人的振动频率；
若所述振动频率从第一时刻到第二时刻的变化程度超过预设阈值，则将所述第一时刻后生成的所述移动路径剔除；
根据所述移动路径、所述生物环境进行模型构建之后，还包括：
将构建的所述模型在终端进行展示；
基于用户在所述终端上的操作，显示对应位置的第一坐标，所述第一坐标通过所述移动路径得到；
基于所述用户在所述第一坐标上的操作，展示所述对应位置的生物环境信息，所述生物环境信息中携带有时间信息；
所述惯导模块包括陀螺仪、气压计、位移传感器；所述惯导信息包括通过所述陀螺仪检测到角速度、通过所述气压计检测到的高度、通过所述位移传感器检测到的位移距离；
所述根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，具体包括：
通过所述测绘机器人上设置的测距传感器采集所述地下通道对应的尺寸信息；并
对所述惯导信息进行分析，得到所述地下通道的地理环境信息；所述地理环境信息包括：根据所述角速度得到的所述地下通道的平稳度、根据所述高度以及所述位移距离得到的所述地下通道的倾斜度；
根据所述移动路径、所述尺寸信息以及所述地理环境信息，对所述地下通道进行模型构建。
6.一种存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：
确定预先搭建的UWB基站，以及在测绘机器人上安装的UWB模块；
当所述测绘机器人位于地下通道中移动时，通过所述UWB基站与所述UWB模块之间的通信，确定所述测绘机器人的位置信息；并
通过所述测绘机器人上携带的惯导模块，记录所述测绘机器人对应的惯导信息；
根据所述位置信息以及所述惯导信息生成所述测绘机器人对应的移动路径；
根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，以对所述地下通道进行测绘；
通过所述测绘机器人上设置的热成像仪采集图像信息，并根据所述图像信息，对所述地下通道内的生物环境进行识别；
根据所述移动路径、所述生物环境进行模型构建；
通过所述测绘机器人上设置的振动传感器，确定所述测绘机器人的振动频率；
若所述振动频率从第一时刻到第二时刻的变化程度超过预设阈值，则将所述第一时刻后生成的所述移动路径剔除；
根据所述移动路径、所述生物环境进行模型构建之后，还包括：
将构建的所述模型在终端进行展示；
基于用户在所述终端上的操作，显示对应位置的第一坐标，所述第一坐标通过所述移动路径得到；
基于所述用户在所述第一坐标上的操作，展示所述对应位置的生物环境信息，所述生物环境信息中携带有时间信息；
所述惯导模块包括陀螺仪、气压计、位移传感器；所述惯导信息包括通过所述陀螺仪检测到角速度、通过所述气压计检测到的高度、通过所述位移传感器检测到的位移距离；
所述根据所述移动路径，对所述地下通道进行模型构建，具体包括：
通过所述测绘机器人上设置的测距传感器采集所述地下通道对应的尺寸信息；并
对所述惯导信息进行分析，得到所述地下通道的地理环境信息；所述地理环境信息包括：根据所述角速度得到的所述地下通道的平稳度、根据所述高度以及所述位移距离得到的所述地下通道的倾斜度；
根据所述移动路径、所述尺寸信息以及所述地理环境信息，对所述地下通道进行模型构建。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107300385A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-10-27 | 上海瀚界科技发展有限公司 | 基于uwb测距的惯导定位系统 |
| KR101819566B1 (ko) * | 2017-10-12 | 2018-01-18 | 주식회사 미래지중정보 | 지피에스(gps)를 기반으로 지하시설의 지도제작을 위한 측지측량 확인시스템 |
| CN109978173A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-07-05 | 智能嘉家有限公司 | 一种用于室内测绘和定位的机器学习diy方法 |
| CN111093019A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-01 | 科沃斯机器人股份有限公司 | 地形识别、行进与地图构建方法、设备及存储介质 |
| CN111198403A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-26 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | 一种热成像检测方法、装置、存储介质及终端 |
| CN111309010A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-19 | 上海大学 | 一种基于仿生机器人的无人艇海底地形测绘控制系统及其控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10539956B2 (en) * | 2016-08-02 | 2020-01-21 | Penguin Automated Systems Inc. | Subsurface robotic mapping system and method |
-
2021
- 2021-08-17 CN CN202110943695.7A patent/CN113670276B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107300385A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-10-27 | 上海瀚界科技发展有限公司 | 基于uwb测距的惯导定位系统 |
| KR101819566B1 (ko) * | 2017-10-12 | 2018-01-18 | 주식회사 미래지중정보 | 지피에스(gps)를 기반으로 지하시설의 지도제작을 위한 측지측량 확인시스템 |
| CN109978173A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-07-05 | 智能嘉家有限公司 | 一种用于室内测绘和定位的机器学习diy方法 |
| CN111093019A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-01 | 科沃斯机器人股份有限公司 | 地形识别、行进与地图构建方法、设备及存储介质 |
| CN111198403A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-26 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | 一种热成像检测方法、装置、存储介质及终端 |
| CN111309010A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-19 | 上海大学 | 一种基于仿生机器人的无人艇海底地形测绘控制系统及其控制方法 |
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