CN115388342A - 管网巡检方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种管网巡检方法、装置及系统，所述方法应用于巡检设备，方法包括：接收巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置；根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径；根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点；对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

Description

管网巡检方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及但不限于巡检机器人技术领域，尤其涉及一种管网巡检方法、装置及系统。

背景技术

随着巡检机器人技术的发展，巡检机器人被广泛应用到管道或站场巡检工作中，以完成对燃气管网的巡检工作。

相关技术中的巡检机器人采用射频识别、磁轨、色带以及差分GPS基站等设施的方式实现导航功能，工程量较大，维护成本高。因此，为了降低管网巡检的人工成本，提高机器人的巡检效率，降低巡检过程中对引导设施的依赖，需要更低成本，更智能化的管网巡检机器人。

发明内容

基于相关技术存在的问题，本申请实施例提供一种管网巡检方法、装置及系统。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供一种管网巡检方法，应用于巡检设备；所述方法包括：

接收巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置；

根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径；

根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点；

对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

在一些实施例中，所述巡检设备至少包括探测模块；所述方法还包括：

根据所述目标检测点的所述目标位置，确定所述巡检设备的巡检区域；

通过所述探测模块对所述巡检区域进行数据探测，得到所述巡检区域的点云数据；

根据所述点云数据，构建所述巡检区域的巡检地图。

在一些实施例中，所述通过所述探测模块对所述巡检区域进行数据探测，得到所述巡检区域的点云数据，包括：

控制所述巡检设备在所述巡检区域内运行，并实时对所述巡检区域进行数据探测，直至得到所述巡检区域的点云数据。

在一些实施例中，所述巡检设备至少包括惯性测量模块；在得到所述点云数据之后，所述方法还包括：

确定采集到所述巡检区域的全部点云数据时所述巡检设备的位置；

将所述位置确定为所述巡检设备的当前位置；

根据所述惯性测量模块，确定所述巡检设备在到达所述当前位置时的加速度和角速度；

根据所述加速度和所述角速度，确定所述巡检设备在所述当前位置的姿态；

将所述当前位置和所述姿态，确定为所述当前位姿。

在一些实施例中，所述巡检指令包括至少两个目标检测点；

所述根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径，包括：

在所述巡检地图中，根据所述巡检设备的当前位置、姿态和每一目标检测点对应的目标位置，确定出所述巡检设备从当前位置起，遍历每一目标检测点的至少两条运行路径；

在所述至少两条运行路径中，将满足预设条件的运行路径确定为所述巡检路径。

在一些实施例中，所述巡检设备至少包括图像采集模块和障碍探测模块；在所述巡检设备按照所述巡检路径运行时，所述方法还包括：

通过所述图像采集模块采集所述巡检设备运行时的运行环境；

当所述障碍探测模块确定所述运行环境中具有障碍物时，获取所述障碍物的障碍物位置和障碍物区域；

根据所述障碍物位置和所述障碍物区域，确定避障路径；

控制所述巡检设备按照所述避障路径运行，直至所述巡检设备绕过所述障碍物并回到所述巡检路径。

在一些实施例中，所述对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检，包括：

对所述目标检测点在所述管网中对应的所述管道进行管道故障检测，得到检测结果；

当所述检测结果确定所述管道处具有目标泄漏物，确定所述目标泄漏物的浓度、管道泄漏点和泄漏位置；

根据所述浓度、所述管道泄漏点和所述泄漏位置，生成巡检结果，以实现所述管道巡检。

在一些实施例中，所述目标检测点对应一维护对象；所述方法还包括：

对所述巡检结果进行数据分析，得到所述目标检测点对应管道的巡检报告；

将所述巡检报告发送至所述维护对象对应的告警设备。

本申请实施例提供一种管网巡检装置，所述装置包括：

接收模块，用于接收巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置；

确定模块，用于根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径；

控制模块，用于根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点；

故障检测模块，用于对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

本申请实施例提供一种管网巡检系统，所述系统包括：

通信设备，用于传输巡检指令；

巡检设备，用于接收所述巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置；根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径；根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点；对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

本申请实施例提供一种管网巡检设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述管网巡检方法。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述管网巡检方法。

本申请实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括可执行指令，所述可执行指令存储在计算机可读存储介质中；当管网巡检设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令时，实现上述管网巡检方法。

本申请实施例提供的管网巡检方法、装置及系统，首先，通过根据巡检指令中的目标检测点的目标位置和巡检设备的当前位姿，在巡检地图中确定出巡检设备的巡检路径，实现了自动在目标位置和巡检设备之间规划最优路径，避免巡检设备在运行时绕远路，增加了巡检时间的问题，提高了管道巡检的效率；其次，根据巡检路径，控制巡检设备到达目标检测点，对目标检测点在管网中对应的管道进行管道故障检测，通过巡检设备进行管网巡检方法，将人工从危险的工作环境下解放出来，避免了人工检查时发生安全事故，不仅减少了人工成本，也降低了安全隐患。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。

图1是本申请实施例提供的管网巡检方法的应用场景示意图；

图2是本申请实施例提供的一种管网巡检方法的实现流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种管网巡检方法的实现流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种管网巡检方法的实现流程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种管网巡检系统的功能模块示意图；

图6是本申请实施例提供的一种管网巡检方法的实现流程示意图；

图7是本申请实施例提供的一种管网巡检系统示意图；

图8是本申请实施例提供的一种管网巡检装置示意图；

图9是本申请实施例提供的一种管网巡检系统示意图；

图10是本申请实施例提供的一种管网巡检设备的硬件实体示意图。

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，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

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。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

当前，燃气因其环保、经济的特点，成为国家的重要能源。随着管道行业的快速建设与发展，各种因素导致的管道泄漏事故时有发生。管输燃气易燃易爆炸，浓度较高，传输过程中使用压力管道，会出现泄露、供应不良等情况，一旦发生泄漏，很容易在空气中超过爆炸浓度下限，对输送安全造成极大影响。因此，必须对燃气管网进行巡检。

但是，相关技术中的巡检机器人采用射频识别、磁轨、色带以及差分GPS基站等设施的方式实现导航功能，工程量较大，维护成本高。因此，为了降低管网巡检的人工成本，提高机器人的巡检效率，降低巡检过程中对引导设施的依赖，需要更低成本，更智能化的管网巡检机器人。

基于相关技术中存在的问题，本申请实施例提供一种管网巡检方法，应用于巡检设备，通过接收包括目标检测点和目标检测点的目标位置的巡检指令，根据巡检设备的当前位姿和目标位置，在巡检地图中确定巡检设备的巡检路径；根据巡检路径，控制巡检设备到达目标检测点，对目标检测点在管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

本申请实施例提供的管网巡检方法可以由管网巡检设备执行，其中管网巡检设备可以是笔记本电脑，平板电脑，台式计算机，机顶盒，移动设备(例如，移动电话，便携式音乐播放器，个人数字助理，专用消息设备，便携式游戏设备)等各种类型的终端，也可以实施为服务器。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。

下面，将说明管网巡检设备实施为服务器时的示例性应用，将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1是本申请实施例提供的管网巡检方法的应用场景示意图。本申请实施例提供的管网巡检系统10中包括巡检设备100、网络200和服务器300，网络200可以是广域网或者局域网，又或者是二者的组合。在进行管网巡检时，服务器300接收巡检指令，巡检指令至少包括目标检测点和目标检测点的目标位置，根据巡检设备的当前位姿和目标位置，在巡检地图中确定巡检设备的巡检路径，并根据巡检路径，控制巡检设备100到达目标检测点，通过巡检设备100对目标检测点在管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

图2是本申请实施例提供的一种管网巡检方法的实现流程示意图，如图2所示，该方法执行主体为服务器，可以通过步骤S201至步骤S204实现：

步骤S201、接收巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置。

在本申请实施例中，巡检指令可以是巡检区域的管理者通过巡检远程控制应用发出的，巡检远程控制应用用于制定巡检任务并通过网络将巡检指令发送给服务器。例如，巡检设备上可以安装有巡检远程控制应用，管理者通过该巡检远程控制应用的展示界面，制定包括目标检测点和目标检测点的目标位置的巡检指令。

在一些实施例中，巡检指令可以包括管网中需要进行故障检测的目标检测点和目标检测点的位置，根据目标检测点的目标位置确定巡检设备的巡检路径，并控制巡检设备根据巡检路径到达目标检测点，对目标检测点处管网中的管道进行故障检测。

步骤S202、根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径。

在本申请实施例中，巡检设备中可以包含视觉传感器、红外传感器、惯性传感器(Inertial Measurement Unit，IMU)、超声波传感器或激光传感器等探测装置。在接收到巡检指令之后，巡检设备可以通过激光传感器或其他探测装置对巡检区域的地形进行探测，通过探测得到的数据构建出巡检区域的地图。其次，通过惯性传感器确定出巡检设备的当前位姿，即巡检设备的位置和姿态。最后，根据巡检区域的地图、巡检设备的当前位姿和目标点的位置，确定出巡检设备的巡检路径。

在一些实施例中，可以根据地图中的障碍物位置或根据传感器检测到的障碍物位置，规划巡检设备到达目标检测点的巡检路径。这里，可以通过Astar或Dijkstra等算法来根据障碍物规划回充路径。

在一些实施例中，目标检测点可以是至少两个，根据巡检设备的位置，每一个目标检测点的位置，规划出多条路线，根据巡检需求在多条路线中得到最优路线，即巡检路径。

步骤S203、根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点。

在本申请实施例中，在确定出巡检路径之后，可以控制巡检设备根据巡检路径运行，直至到达目标检测点。这里，巡检设备可以是机器人，例如四足机器人，由于四足机器人拥有步行、跑步、爬坡和匍匐前进等多种步态，可以适用于不同的地形，突破了传统的轮式机器人仅能进行平面轨道巡检的限制，因此本申请实施例提供的管网巡检方法能够适应于更多巡检场景。

步骤S204、对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

在一些实施例中，对管道进行管道故障检测主要是指确定管道是否泄漏。当前管道运输主要用于运输燃气，由于燃气是易燃气体，通过人工来检查燃气泄漏时，当燃气浓度过高，容易引发爆炸，发生安全事故，因此，本申请实施例通过巡检设备对目标检测点对应的管道进行检测，将人工从危险的工作环境下解放出来，不仅减少了人工成本，也降低了安全隐患。

在一些实施例中，对管道进行管道故障检测可以通过步骤S2041至步骤S2043实现：

步骤S2041、对所述目标检测点在所述管网中对应的所述管道进行管道故障检测，得到检测结果。

步骤S2042、当所述检测结果确定所述管道处具有目标泄漏物，确定所述目标泄漏物的浓度、管道泄漏点和泄漏位置。

在一些实施例中，目标泄漏物可以是指管道里运输的东西，例如，燃气运输管道中的目标泄漏物为燃气，石油运输管道中的目标泄漏物为石油。当燃气运输管道具有目标泄漏物，即燃气时，可以采集目标检测点处的气体，对气体进行检测，得到燃气的浓度，即目标泄漏物的浓度。还可以通过任一可行的图像识别方法，来检测目标检测点处管道的泄漏点，并根据泄漏点和地图确定出泄漏点的位置。

步骤S2043、根据所述浓度、所述管道泄漏点和所述泄漏位置，生成巡检结果，以实现所述管道巡检。

在一些实施例中，可以根据目标泄漏物的浓度、管道泄漏点和泄漏位置，生成巡检结果，可以对巡检结果进行数据分析，得到目标检测点对应管道的巡检报告，巡检报告至少包括管道泄漏原因和管道维护方法等信息。

在一些实施例中，每一目标检测点可以对应一维护对象，可以将目标检测点对应的巡检报告发送至目标检测点对应的维护对象的告警设备，例如，可以是维护对象的终端，维护对象在终端接收到巡检报告后，可以根据巡检报告对目标检测点的管道进行维护。

在一些实施例中，巡检设备通过通信设备与巡检远程控制平台实现通信，也可以将目标检测点对应的巡检报告发送至巡检远程控制平台，将巡检结果告知巡检区域的管理者。

在一些实施例中，目标检测点可以是至少两个，巡检设备可以到达一个目标检测点后，对目标检测点进行管道故障检测，并得到巡检结果生成巡检报告，将巡检报告发送至目标检测点对应的维护对象的告警设备或巡检远程控制平台，然后到下一目标检测点进行巡检。也可以是巡检设备到达一个目标检测点后，对目标检测点进行管道故障检测，并得到巡检结果，并在巡检完全部目标检测点之后，对每一目标检测点的巡检结果进行数据分析，得到全部目标检测点的巡检报告，并将全部目标检测点的巡检报告发送至目标检测点对应的维护对象的告警设备或巡检远程控制平台。本申请实施例对发送巡检报告的时间不做限制。

本申请实施例根据巡检指令中的目标检测点的目标位置和巡检设备的当前位姿，在巡检地图中确定出巡检设备的巡检路径，实现了自动在目标位置和巡检设备之间规划最优路径，避免巡检设备绕远路，增加了巡检时间，提高了管道巡检的效率；其次，根据巡检路径，控制巡检设备到达目标检测点，对目标检测点在管网中对应的管道进行管道故障检测，通过巡检设备进行管网巡检方法，将人工从危险的工作环境下解放出来，避免了人工检查时发生安全事故，减少了人工成本，也降低了安全隐患。

在一些实施例中，在接收巡检指令之后，需要确定出巡检区域的地图和巡检设备的位姿，并根据巡检设备的位姿和目标检测点的位置，确定巡检路径。基于上述实施例，图3是本申请实施例提供的一种管网巡检方法的实现流程示意图，如图3所示，本申请实施例还可以包括步骤S301至步骤S308：

步骤S301、根据所述目标检测点的所述目标位置，确定所述巡检设备的巡检区域。

在一些实施例中，可以将目标检测点对应的区域确定为巡检区域。当目标检测点为一个时，将该目标检测点对应的区域确定为巡检区域；当目标检测点为多个时，将包括全部检测点的区域确定为巡检区域。

步骤S302、通过所述探测模块对所述巡检区域进行数据探测，得到所述巡检区域的点云数据。

在一些实施例中，巡检设备中可以包括探测模块，探测模块可以是激光雷达等可以确定巡检区域的点云数据的设备。通过巡检设备在巡检区域进行移动，可以确定出巡检区域的全部点云数据，点云数据可以是巡检区域每一个点的三维坐标、颜色信息和强度信息等信息。

在一些实施例中，在进行数据探测时，可以是控制巡检设备在巡检区域内运行，并通过探测实时对巡检区域进行数据探测，直至得到所述巡检区域的点云数据。

步骤S303、根据所述点云数据，构建所述巡检区域的巡检地图。

根据巡检区域每一个点的三维坐标、颜色信息和强度信息等信息，可以构建出巡检区域的巡检地图，地图中包括巡检区域的地形、管网布置和其它设备位置等信息。

步骤S304、确定采集到所述巡检区域的全部点云数据时所述巡检设备的位置。

在本申请实施例中，巡检设备在巡检区域中运行，并实时对巡检区域进行数据探测，当确定巡检设备采集到巡检区域的全部点云数据时，巡检设备停止数据探测，并将该位置确定为巡检设备的当前位置，即巡检设备巡检的起始位置。

步骤S305、将所述位置确定为所述巡检设备的当前位置。

步骤S306、根据所述惯性测量模块，确定所述巡检设备在到达所述当前位置时的加速度和角速度。

在本申请实施例中，巡检设备中还可以包括惯性测量模块，例如惯性传感器(Inertial Measurement Unit，IMU)，通过惯性测量模块，可以确定出巡检设备在到达当前位置时的加速度和角速度。

步骤S307、根据所述加速度和所述角速度，确定所述巡检设备在所述当前位置的姿态。

在本申请实施例中，惯性测量模块可以测量巡检设备在运行过程中每一时刻的角速度和加速度，通过巡检设备在当前位置角速度和加速度的时间积分，可以确定出巡检设备相对于相对上一时刻的位姿变化，再根据巡检设备在当前位置探测的点云数据，可以得到巡检设备在当前位置的姿态。这里，巡检设备的姿态可以是指巡检设备的朝向。

步骤S308、将所述当前位置和所述姿态，确定为所述当前位姿。

在本申请实施例中，在确定出巡检区域的全部点云数据时，将巡检设备的位置确定为巡检设备的当前位置，获取巡检设备到达当前位置处的加速度和角速度，根据加速度和角速度，确定出巡检设备在当前位置的姿态，并将巡检设备的当前位置和姿态，确定为所述当前位姿。

本申请实施例根据惯性测量模块确定出巡检设备在当前位置的位姿，通过巡检设备的位姿和目标检测点的目标位置，可以确定出巡检设备正向从当前位置到目标位置的最优路径，无需巡检设备再次确定行进方向，避免了巡检设备需要再次确定出发方向，导致的由于出发方向出现误差需要重新规划巡检路径的问题，提高了巡检效率。

在一些实施例中，在构建巡检区域的地图，并确定出巡检设备的当前位姿之后，可以根据目标检测点的目标位置和巡检设备的当前位姿，在巡检地图中确定巡检路径。图4是本申请实施例提供的一种管网巡检方法的实现流程示意图，如图4所示，确定巡检路径，即步骤S202可以通过步骤S401至步骤S402实现：

步骤S401、在所述巡检地图中，根据所述巡检设备的当前位置、姿态和每一目标检测点对应的目标位置，确定出所述巡检设备从当前位置起，遍历每一目标检测点的至少两条运行路径。

在一些实施例中，巡检指令中可以包括至少两个目标检测点，在巡检地图中，根据巡检设备的当前位置、姿态和每一目标检测点对应的目标位置，可以确定出巡检设备从当前位置起，遍历每一目标检测点的至少两条运行路径。例如，可以是根据巡检设备的姿态和位置，将巡检设备正前方，且距离巡检设备位置最近的目标检测点确定为起点，选择不同的路线进行遍历全部目标检测点，直至全部目标检测点都遍历一次，得到多条运行路径。

步骤S402、在所述至少两条运行路径中，将满足预设条件的运行路径确定为所述巡检路径。

在一些实施例中，预设条件可以是路程最短，也可以是路径中直线较多等条件，预设条件可以根据巡检区域的地形进行设置。也就是说，本申请实施例可以是将至少两条运行路径中，路径最短或直线最多的路径确定为巡检设备的巡检路径。

在一些实施例中，巡检设备还可以包括图像采集模块和障碍探测模块。在巡检设备按照巡检路径运行时，需要避开路径中的障碍物，障碍物可以是行人和其他运行中的设备。本申请实施例提供的自动避障方法可以是通过图像采集模块采集巡检设备运行时的运行环境，当障碍探测模块确定运行环境中具有障碍物时，获取障碍物的障碍物位置和障碍物区域，根据障碍物位置和障碍物区域，确定避障路径，控制巡检设备按照避障路径运行，直至巡检设备绕过障碍物并回到巡检路径。

在一些实施例中，可以通过动态窗口方法(Dynamic window Approach，DWA)或时间弹性带(Time Elastic Band，TEB)等算法来根据障碍物规划避障路径。

在本申请实施例中，图像采集模块中采集的运行环境可以作为巡检报告的一部分，发送至故障管道对应维护对象对应的告警设备，用于确定管道所处的现场情况，以对管道进行维护，并制定更适合的巡检方案。

本申请实施例根据巡检设备的位置、姿态、巡检地图和目标检测点的目标位置，对巡检设备的巡检路径进行规划，使得巡检设备能采用最优路线对目标检测点进行巡检，从而有效缩短巡检时间，提高巡检效率。

本申请实施例再提供一种管网巡检方法在实际场景中的应用。

本申请实施例提供一种基于四足机器人的燃气管网巡检系统及方法，图5是本申请实施例提供的一种管网巡检系统的功能模块示意图，如图5所示，本申请实施例提供的管网巡检系统50包括四足机器人本体501、管道泄漏数据采集模块502、机器人控制模块503、无线通信模块504和巡检远程控制平台505。其中，四足机器人本体501，用于执行现场巡检任务，获取巡检信息，上传巡检记录；管道泄漏数据采集模块502，用于采集现场管网泄漏数据，在四足机器人本体501进行燃气管网巡检时对目标检测点进行泄漏气体浓度检测，采集气体浓度数据，得出巡检结果；机器人控制模块503，用于控制四足机器人本体501和管网泄漏数据采集模块502，完成巡检远程控制平台505发布的巡检任务，并将巡检结果反馈给巡检远程控制平台505；无线通信模块504，用于巡检远程控制平台505与机器人控制模块503之间的信息传递和数据传输；巡检远程控制平台505，用于制定巡检任务并传输给机器人控制模块503，实时监控四足机器人的巡检过程，实时接收巡视结果，并生成巡检报告，同时对异常巡检结果进行告警。

在一些实施例中，四足机器人本体501、管道泄漏数据采集模块502和机器人控制模块503构成前述实施例的巡检设备。

在一些实施例中，四足机器人本体501至少包括环境感知模块和路径规划模块。其中，环境感知模块用于感知四足机器人本体501执行巡检任务时所在环境的信息，构建四足机器人的巡检地图，确定四足机器人的位姿；路径规划模块用于根据巡检地图、巡检任务中的目标检测点以及四足机器人的定位，对四足机器人本体501巡检路径进行合理规划。

在一些实施例中，环境感知模块包括设于所述四足机器人本体501上的激光雷达，以及与该激光雷达配合准确获取巡检环境信息并自动校准四足机器人定位、实现自动导航、自主避障的深度相机，IMU等传感器。路径规划模块设有全局路径规划算法和局部路径规划算法，其中，全局路径规划算法能根据目标检测点的位置和四足机器人的位置规划出巡检的最短路径；局部路径规划算法能够让四足机器人在按照最短路径进行巡检操作时进行自动避障。

在一些实施例中，管道泄漏数据采集模块502用于采集巡检任务中的目标检测点的泄漏气体数据，判断管道是否存在泄漏情况。

在一些实施例中，机器人控制模块503用于接收巡检远程控制平台505发送的巡检任务，并根据巡检任务对四足机器人本体501和管道泄漏数据采集模块502下达控制指令以完成巡检任务；同时将巡检现场的情况和巡检结果及时反馈给巡检远程控制平台505。

在一些实施例中，无线通信模块504可以采用4G或5G模块实现巡检远程控制平台505与机器人控制模块503之间的信息传递和数据传输。

在一些实施例中，巡检远程控制平台505可随时中断和修改发布给四足机器人的巡检任务，发布的巡检任务包括全部目标检测点的位置坐标。

在一些实施例中，四足机器人本体501可以通过外接扩展端口与所述管道泄漏数据采集模块502连接。

在一些实施例中，四足机器人本体501作为燃气管网巡检的主体单位，可以拥有步行、跑步、爬坡、匍匐前进等多种步态，可以适用于不同的地形，突破了传统的轮式机器人仅能进行平面轨道巡检的限制。

在一些实施例中，图6是本申请实施例提供的一种管网巡检方法的实现流程示意图，如图6所示，管网巡检方法可以通过步骤S601至步骤S607实现：

步骤S601、接收巡检任务，巡检任务包括多个目标检测点的位置坐标。

在一些实施例中，巡检任务可以是巡检区域的管理者通过巡检远程控制应用发出的，巡检远程控制应用用于制定巡检任务，巡检任务包括管网中需要检测的每一个目标检测点的位置坐标。

步骤S602、将巡检任务发送至机器人。

这里，机器人即为前述实施例中的巡检设备。机器人可以是四足机器人，由于四足机器人拥有步行、跑步、爬坡和匍匐前进等多种步态，可以适用于不同的地形，突破了传统的轮式机器人仅能进行平面轨道巡检的限制，因此本申请实施例提供的管网巡检方法能够适应于更多巡检场景。

步骤S603、构建巡检地图，确定所述机器人在地图上的位姿，确定目标检测点在巡检地图上的位置。

在本申请实施例中，在获取巡检任务之后，可以通过巡检设备中的探测模块对巡检区域进行数据探测，得到巡检区域的点云数据，根据点云数据，构建巡检区域的巡检地图，并确定出巡检设备在巡检地图中的位姿，即位置和姿态。

步骤S604、根据目标检测点的位置和机器人的位置确定机器人的巡检路径，控制机器人沿着巡检路径前进。

在一些实施例中，可以通过路径规划算法、目标检测点的位置和机器人的位置确定机器人检查每一目标检测点的巡检路径，并控制机器人沿着巡检路径运行，并在巡检路径中每一目标检测点的位置对管道进行检测。对管道进行检测可以是指检测管道是否泄漏。

步骤S605、机器人到达一个目标检测点后，进行泄漏气体浓度检测，采集气体浓度数据，得出巡检结果并反馈。

在一些实施例中，机器人到达一个目标检测点之后，可以检测管道里运输的东西是否泄漏。当燃气运输管道中燃气泄漏时，可以采集目标检测点处的气体，对气体进行检测，得到燃气的浓度，即目标泄漏物的浓度。还可以通过任一可行的图像识别方法，来检测目标检测点处管道的泄漏点，并根据泄漏点和地图确定出泄漏点的位置。

在进行泄漏气体浓度检测之后，可以根据目标泄漏物的浓度、管道泄漏点和泄漏位置，生成巡检结果。

步骤S606、接收巡检结果并生成巡检报告，同时对异常巡检结果进行告警。

本申请实施例可以对巡检结果进行数据分析，得到目标检测点对应管道的巡检报告，巡检报告至少包括管道泄漏原因和管道维护方法等信息。

在一些实施例中，每一目标检测点可以对应一维护对象，可以将目标检测点对应的巡检报告发送至目标检测点对应的维护对象的告警设备，例如，可以是维护对象的终端，维护对象在终端接收到巡检报告后，可以根据巡检报告对目标检测点的管道进行维护。

步骤S607、控制机器人继续沿巡检路径前进到达下一个目标检测点进行检测，直到完成巡检任务。

在一些实施例中，巡检设备检查完一个目标检测点之后，根据巡检路径继续前进到下一个目标检测点，并在下一个目标检测点执行巡检任务，直至完成该巡检任务。

本申请实施例提供的管网巡检方法能够根据目标检测点的位置和巡检设备的位置自动规划巡检路径，并根据巡检路径对目标检测点进行自动巡检，提高了巡检效率；其次，本申请实施例通过传感器能够根据地形自动避障，因此，适用于多种场景下的巡检工作；最后，本申请实施例提供的管网巡检方法将人从复杂危险的工作环境下解放出来，将人工从危险的工作环境下解放出来，避免了人工检查时发生安全事故，减少了人工成本，也降低了安全隐患。

在一些实施例中，图7是本申请实施例提供的一种管网巡检系统示意图，如图7所示，管网巡检系统架构包括控制层701、网络层702和设备层703；其中，控制层701包括巡检远程控制平台7011；网络层702包括无线通信模块7021，设备层703包括机器人控制模块7031、四足机器人本体7032和管道泄漏数据采集模块7033。其中，巡检远程控制模块7031为运维人员提供人机交互界面，所述无线通信模块7021可以采用4G或5G模块实现数据快速传输，所述四足机器人本体7032可以通过外接扩展端口搭载所述管道泄漏数据采集模块7033，按照所述机器人控制模块7031发布的指令运行。

本申请实施例提供的基于四足机器人的燃气管网巡检系统及方法，通过用四足机器人代替人进行燃气管网巡检，将人从复杂危险的工作环境下解放出来，降低了人的安全隐患、意外风险以及职业病风险；巡检系统设置有巡检远程控制平台、无线通信模块、机器人控制模块、管道泄漏数据采集模块以及四足机器人本体，四足机器人本体还包括环境感知模块和路径规划模块，可以通过这套巡检系统远程发布巡检任务让四足机器人自动完成定位与建图、路径规划、自主避障、检测管道泄漏情况等巡检工作，实现智能化巡检；还可通过巡检远程控制平台随时中断、修改发布给四足机器人的巡检任务，方便应对巡检过程中的突发状况；四足机器人本体作为燃气管网巡检的主体单位，拥有步行、跑步、爬坡、匍匐前进等多种步态，可以适用于不同的地形，突破了传统的轮式机器人仅能进行平面轨道巡检的限制。

基于上述实施例，本申请实施例提供一种管网巡检装置，应用于巡检设备；图8是本申请实施例提供的一种管网巡检装置示意图，如图8所示，所述装置80包括接收模块801、确定模块802、控制模块803和故障检测模块804。

接收模块801，用于接收巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置。

确定模块802，用于根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径。

控制模块803，用于根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点。

故障检测模块804，用于对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

在一些实施例中，所述巡检设备至少包括探测模块；所述装置还包括：第一确定模块，用于根据所述目标检测点的所述目标位置，确定所述巡检设备的巡检区域；数据探测模块，用于通过所述探测模块对所述巡检区域进行数据探测，得到所述巡检区域的点云数据；构建模块，用于根据所述点云数据，构建所述巡检区域的巡检地图。

在一些实施例中，数据探测模块还用于控制所述巡检设备在所述巡检区域内运行，并实时对所述巡检区域进行数据探测，直至得到所述巡检区域的点云数据。

在一些实施例中，所述巡检设备至少包括惯性测量模块；在得到所述点云数据之后，所述装置还包括：第二确定模块，用于确定采集到所述巡检区域的全部点云数据时所述巡检设备的位置；第三确定模块，用于将所述位置确定为所述巡检设备的当前位置；获取模块，用于根据所述惯性测量模块，确定所述巡检设备在到达所述当前位置时的加速度和角速度；第四确定模块，用于根据所述加速度和所述角速度，确定所述巡检设备在所述当前位置的姿态；第五确定模块，用于将所述当前位置和所述姿态，确定为所述当前位姿。

在一些实施例中，所述巡检指令包括至少两个目标检测点；确定模块802还用于在所述巡检地图中，根据所述巡检设备的当前位置、姿态和每一目标检测点对应的目标位置，确定出所述巡检设备从当前位置起，遍历每一目标检测点的至少两条运行路径；在所述至少两条运行路径中，将满足预设条件的运行路径确定为所述巡检路径。

在一些实施例中，所述巡检设备至少包括图像采集模块和障碍探测模块；在所述巡检设备按照所述巡检路径运行时，所述装置还包括：采集模块，用于通过所述图像采集模块采集所述巡检设备运行时的运行环境；第一获取模块用于当所述障碍探测模块确定所述运行环境中具有障碍物时，获取所述障碍物的障碍物位置和障碍物区域；第六确定模块，用于根据所述障碍物位置和所述障碍物区域，确定避障路径；第一控制模块，用于控制所述巡检设备按照所述避障路径运行，直至所述巡检设备绕过所述障碍物并回到所述巡检路径。

在一些实施例中，故障检测模块804还用于对所述目标检测点在所述管网中对应的所述管道进行管道故障检测，得到检测结果；当所述检测结果确定所述管道处具有目标泄漏物，确定所述目标泄漏物的浓度、管道泄漏点和泄漏位置；根据所述浓度、所述管道泄漏点和所述泄漏位置，生成巡检结果，以实现所述管道巡检。

在一些实施例中，所述目标检测点对应一维护对象；故障检测模块804还用于对所述巡检结果进行数据分析，得到所述目标检测点对应管道的巡检报告；将所述巡检报告发送至所述维护对象对应的告警设备。

基于上述实施例，本申请实施例提供一种管网巡检系统，图9是本申请实施例提供的一种管网巡检系统示意图，如图9所示，所述系统90包括通信设备901和巡检设备902。其中，通信设备901，用于传输巡检指令；巡检设备902，用于接收所述巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置；根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径；根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点；对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

若本申请技术方案涉及个人信息，应用本申请技术方案的产品在处理个人信息前，已明确告知个人信息处理规则，并取得个人自主同意。若本申请技术方案涉及敏感个人信息，应用本申请技术方案的产品在处理敏感个人信息前，已取得个人单独同意，并且同时满足“明示同意”的要求。例如，在摄像头等个人信息采集装置处，设置明确显著的标识告知已进入个人信息采集范围，将会对个人信息进行采集，若个人自愿进入采集范围即视为同意对其个人信息进行采集；或者在个人信息处理的装置上，利用明显的标识/信息告知个人信息处理规则的情况下，通过弹窗信息或请个人自行上传其个人信息等方式获得个人授权；其中，个人信息处理规则可包括个人信息处理者、个人信息处理目的、处理方式、处理的个人信息种类等信息。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述管网巡检方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

本申请实施例提供一种管网巡检设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述管网巡检方法。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述管网巡检方法。所述计算机可读存储介质可以是瞬时性的，也可以是非瞬时性的。

本申请实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序被计算机读取并执行时，实现上述方法中的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(Software DevelopmentKit，SDK)等等。

需要说明的是，图10是本申请实施例提供的一种管网巡检设备的硬件实体示意图，如图10所示，该管网巡检设备100的硬件实体包括：处理器101、通信接口102和存储器103，其中：

处理器101通常控制管网巡检设备10的总体操作。

通信接口102可以使管网巡检设备通过网络与其他终端或服务器通信。

存储器103配置为存储由处理器101可执行的指令和应用，还可以缓存待处理器101以及管网巡检设备10中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(Random AccessMemory，RAM)实现。处理器101、通信接口102和存储器103之间可以通过总线104进行数据传输。

这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管网巡检方法，应用于巡检设备；其特征在于，所述方法包括：

接收巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置；

根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径；

根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点；

对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述巡检设备至少包括探测模块；所述方法还包括：

根据所述目标检测点的所述目标位置，确定所述巡检设备的巡检区域；

通过所述探测模块对所述巡检区域进行数据探测，得到所述巡检区域的点云数据；

根据所述点云数据，构建所述巡检区域的巡检地图。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述探测模块对所述巡检区域进行数据探测，得到所述巡检区域的点云数据，包括：

控制所述巡检设备在所述巡检区域内运行，并实时对所述巡检区域进行数据探测，直至得到所述巡检区域的点云数据。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述巡检设备至少包括惯性测量模块；在得到所述点云数据之后，所述方法还包括：

确定采集到所述巡检区域的全部点云数据时所述巡检设备的位置；

将所述位置确定为所述巡检设备的当前位置；

根据所述惯性测量模块，确定所述巡检设备在到达所述当前位置时的加速度和角速度；

根据所述加速度和所述角速度，确定所述巡检设备在所述当前位置的姿态；

将所述当前位置和所述姿态，确定为所述当前位姿。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述巡检指令包括至少两个目标检测点；

所述根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径，包括：

在所述巡检地图中，根据所述巡检设备的当前位置、姿态和每一目标检测点对应的目标位置，确定出所述巡检设备从当前位置起，遍历每一目标检测点的至少两条运行路径；

在所述至少两条运行路径中，将满足预设条件的运行路径确定为所述巡检路径。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述巡检设备至少包括图像采集模块和障碍探测模块；在所述巡检设备按照所述巡检路径运行时，所述方法还包括：

通过所述图像采集模块采集所述巡检设备运行时的运行环境；

当所述障碍探测模块确定所述运行环境中具有障碍物时，获取所述障碍物的障碍物位置和障碍物区域；

根据所述障碍物位置和所述障碍物区域，确定避障路径；

控制所述巡检设备按照所述避障路径运行，直至所述巡检设备绕过所述障碍物并回到所述巡检路径。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检，包括：

对所述目标检测点在所述管网中对应的所述管道进行管道故障检测，得到检测结果；

当所述检测结果确定所述管道处具有目标泄漏物，确定所述目标泄漏物的浓度、管道泄漏点和泄漏位置；

根据所述浓度、所述管道泄漏点和所述泄漏位置，生成巡检结果，以实现所述管道巡检。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目标检测点对应一维护对象；所述方法还包括：

对所述巡检结果进行数据分析，得到所述目标检测点对应管道的巡检报告；

将所述巡检报告发送至所述维护对象对应的告警设备。

9.一种管网巡检装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置；

确定模块，用于根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径；

控制模块，用于根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点；

故障检测模块，用于对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

10.一种管网巡检系统，其特征在于，所述系统包括：

通信设备，用于传输巡检指令；

巡检设备，用于接收所述巡检指令，所述巡检指令至少包括目标检测点和所述目标检测点的目标位置；根据所述巡检设备的当前位姿和所述目标位置，在巡检地图中确定所述巡检设备的巡检路径；根据所述巡检路径，控制所述巡检设备到达所述目标检测点；对所述目标检测点在所述管网中对应的管道进行管道故障检测，以实现管道巡检。

Images