CN116295388A - 一种电力管道探测方法、装置及探测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力管道探测方法、装置及探测器，涉及管道探测技术领域。应用于探测器，探测器包括感知模块、发光模块、行走模块以及定位模块；电力管道探测方法包括：获取管道的基本信息；令探测器从头部位置进入管道；接收障碍物信息；根据障碍物信息生成对应的指令信息；当指令信息为停止前进指令时，向障碍物投射模拟越障光线；基于模拟越障光线和图像信息确定对应的处置策略；当处置策略为暂停模式时，令探测器从管道的尾部位置进入管道；当探测器从尾部位置进入管道后，处置策略为暂停模式时，根据定位模块发出的第一定位信息生成管道的探测结果。本发明通过感知障碍物及模拟越障提高探测器的通行能力，保证管道探测的高效性和完整性。

Description

一种电力管道探测方法、装置及探测器

技术领域

本发明涉及管道探测技术领域，具体而言，涉及一种电力管道探测方法、装置及探测器。

背景技术

随着社会现代化的日益发展，社会各界对电力系统的依赖程度越来越高，地下埋设的电力电缆密度也逐渐增大。经常需要通过开挖电缆沟来增设电力电缆，但是这种增设电缆的方法费时费力，且容易对交通造成严重负担。为了避免反复对地面进行挖掘作业，提高增设电缆的施工效率，预埋电力排管（即多个呈矩形排列的电力管道）的技术应运而生。

然而，由于施工过程中不可避免的施工误差等因素，电力管道的实际位置一般与其设计位置存在较大的偏差，由此导致的路面施工或电力抢修时挖断地下电缆管线的事故频发。为获取准确的电力管道信息，现有技术采用具有定位功能的探测器对电力管道进行探测。由于电力管道内常常包含积水和泥沙等障碍物，传统的探测器在前进方向设有机械清障装置（如旋转毛刷）提前扫清障碍物。但是传统的探测器一般需要有线供电，满足清障装置的连续运行的电力消耗，探测器运行负载大且过弯能力差，前进速度缓慢，探测效率低下，且遇到无法顺利清除的障碍时也容易导致探测器卡死。近年来出现的探测器为增强灵活性去除了清障装置，采用移动电源供电，当遇到障碍物时探测器则立即停止探测并原路返回，对管道内环境适应能力较差，只要管道内存在障碍物就无法完成电力管道的探测工作，管道探测的完整性差。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高电力管道探测的高效性和完整性。

为解决上述问题，本发明提供一种电力管道探测方法，应用于探测器，所述探测器包括感知模块、发光模块、行走模块以及定位模块；所述电力管道探测方法包括如下步骤：

获取管道的基本信息，所述基本信息包括所述管道的头部位置信息和尾部位置信息；

根据所述头部位置信息控制所述行走模块，以令所述探测器从所述管道的头部位置进入所述管道；

接收所述感知模块发出的障碍物信息，所述障碍物信息包括障碍物的距离信息和图像信息；

根据所述障碍物信息生成对应的指令信息，其中，所述指令信息包括停止前进指令和速度调节指令中的至少一种；

当所述指令信息为所述停止前进指令时，根据所述距离信息控制所述发光模块向所述障碍物投射模拟越障光线；

基于所述模拟越障光线和所述图像信息确定对应的处置策略，所述处置策略包括暂停模式和越障模式中的一种；

当所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述尾部位置信息控制所述行走模块，以令所述探测器从所述管道的尾部位置进入所述管道，并返回接收所述感知模块发出的所述障碍物信息的步骤；

当所述探测器从所述尾部位置进入所述管道后，所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述定位模块发出的第一定位信息生成所述管道的探测结果，所述探测结果包括所述管道的路径信息。

可选地，所述电力管道探测方法，还包括：

当所述处置策略为所述越障模式时，基于所述模拟越障光线控制所述行走模块，以令所述探测器越过所述障碍物；

返回接收所述感知模块发出的所述障碍物信息的步骤，直至所述探测器到达所述尾部位置；

当所述探测器到达所述尾部位置时，控制所述行走模块停止前进，并根据所述定位模块发出的第二定位信息生成所述探测结果。

可选地，所述速度调节指令包括减速指令和加速指令；所述根据所述障碍物信息生成对应的指令信息，包括：

当所述距离信息对应的距离值小于预设的距离阈值时，生成所述减速指令；

基于所述距离信息校正所述图像信息，得到所述障碍物的图示尺寸与所述障碍物的实际尺寸相等的所述图像信息；

将校正后的所述图像信息输入到预先训练好的图像识别模型中，生成障碍物截面轮廓；

判断所述障碍物截面轮廓与预设的探测器截面轮廓是否存在重合区域；

若是，则生成所述停止前进指令；

若否，则生成所述加速指令，并返回接收所述感知模块发出的所述障碍物信息的步骤，直至所述探测器到达所述尾部位置。

可选地，所述基本信息还包括所述管道的管道内径；所述模拟越障光线包括所述探测器截面轮廓的轮廓投影；所述当所述指令信息为所述停止前进指令时，根据所述距离信息控制所述发光模块向所述障碍物投射模拟越障光线，包括：

基于所述管道内径和所述距离信息，得到所述发光模块的投影焦距；

控制所述发光模块按照所述投影焦距向所述障碍物投射所述轮廓投影，其中，所述轮廓投影随时间按顺时针旋转变化。

可选地，所述探测器还包括清障模块；所述基于所述模拟越障光线和所述图像信息确定对应的处置策略，包括：

获取每次所述轮廓投影旋转变化后的所述图像信息，构成第一图像集；

判断所述第一图像集中是否存在所述障碍物未被所述轮廓投影覆盖的图像；

若是，则所述处置策略为所述越障模式；

若否，则控制所述清障模块启动后，获取每次所述轮廓投影旋转变化后的所述图像信息，构成第二图像集；

判断所述第二图像集中是否存在所述障碍物未被所述轮廓投影覆盖的图像；

若是，则所述处置策略为所述越障模式；

若否，则所述处置策略为所述暂停模式。

可选地，所述探测器还包括旋转模块；所述当所述处置策略为所述越障模式时，基于所述模拟越障光线控制所述行走模块，以令所述探测器越过所述障碍物，包括：

将所述障碍物未被所述轮廓投影覆盖的图像作为目标图像；

根据所述目标图像，确定对应的所述轮廓投影，得到目标轮廓投影；

根据所述目标轮廓投影，得到所述探测器需要旋转的目标角度；

控制所述旋转模块带动所述探测器旋转所述目标角度；

控制所述行走模块启动，以令所述探测器越过所述障碍物。

可选地，所述基本信息还包括所述管道的长度信息；所述当所述探测器从所述尾部位置进入所述管道后，所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述定位模块发出的第一定位信息生成所述管道的探测结果，包括：

根据所述第一定位信息，按照时间顺序，获取两次所述处置策略为所述暂停模式时，所述探测器对应的位置，得到第一标定位置和第二标定位置；

分别获取所述探测器在所述第一标定位置和所述第二标定位置时，所述行走模块发出的第一航向角和第二航向角；

基于所述第一定位信息和所述长度信息，得到所述第一标定位置和所述第二标定位置之间的盲区长度；

基于所述第一航向角、所述第二航向角和所述盲区长度，得到盲区对应的预测路径信息，其中，所述预测路径信息对应的路径长度等于所述盲区长度；

根据所述第一定位信息和所述预测路径信息，生成所述路径信息。

相对于现有技术，本发明通过获取管道的基本信息确定探测器本次探测任务的起点位置（管道的头部位置）和终点位置（管道的尾部位置），便于将复杂的地下管网探测任务分解为若干子任务，有效降低探测任务难度，为探测任务的完整性提供基础保障；根据头部位置信息控制行走模块，令探测器从管道的头部位置进入管道，避免由于操作人员信息传达有误，使探测器误入其他管道，有利于保证探测结果的准确性；通过接收感知模块发出的障碍物信息，便于探测器掌握前方障碍物的距离以及图像等信息，为后续探测器生成的指令信息以及处置策略提供基础；通过障碍物信息生成对应的指令信息，便于探测器直接通过不影响探测器前进的障碍物，无需控制行走装置反复启停，有效提高探测效率；当指令信息为停止前进指令时，根据距离信息控制发光模块向障碍物投射模拟越障光线，可以更加精准、高效且直观的模拟探测器越障的情形，无需复杂计算即可为后续生成对应的处置策略提供精准且可靠的依据；基于模拟越障光线和图像信息确定对应的处置策略，在保证处置策略合理性的同时，又能够避免计算障碍物尺寸形状等参数带来的算力浪费，极大地提高了探测器的工作效率；当处置策略为暂停模式时，根据尾部位置信息控制行走模块，令探测器从管道的尾部位置再次进入该管道，并返回接收障碍物信息的步骤，继续对该管道进行探测，有利于提高管道探测结果的完整性；当探测器从管道的尾部位置进入管道后，处置策略为暂停模式时，根据定位模块发出的第一定位信息生成管道的探测结果，实现对管道最大程度的探测，提高电力管道探测的高效性和完整性。

本发明还提供一种电力管道探测装置，应用于探测器，所述探测器包括感知模块、发光模块、行走模块以及定位模块；所述电力管道探测装置包括：

信息获取模块，其用于获取管道的基本信息，所述基本信息包括所述管道的头部位置信息和尾部位置信息；

第一控制模块，其用于根据所述头部位置信息控制所述行走模块，以令所述探测器从所述管道的头部位置进入所述管道；

信息接收模块，其用于接收所述感知模块发出的障碍物信息，所述障碍物信息包括障碍物的距离信息和图像信息；

指令生成模块，其用于根据所述障碍物信息生成对应的指令信息，其中，所述指令信息包括停止前进指令和速度调节指令中的至少一种；

模拟越障模块，其用于当所述指令信息为所述停止前进指令时，根据所述距离信息控制所述发光模块向所述障碍物投射模拟越障光线；

策略生成模块，其用于基于所述模拟越障光线和所述图像信息确定对应的处置策略，所述处置策略包括暂停模式和越障模式中的一种；

第二控制模块，其用于当所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述尾部位置信息控制所述行走模块，以令所述探测器从所述管道的尾部位置进入所述管道，并返回接收所述感知模块发出的所述障碍物信息的步骤；

路径生成模块，其用于当所述探测器从所述尾部位置进入所述管道后，所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述定位模块发出的第一定位信息生成所述管道的探测结果，所述探测结果包括所述管道的路径信息。

本发明提供的电力管道探测装置与电力管道探测方法相对于现有技术的优势基本相同，在此不再赘述。

本发明还提供一种探测器，包括：感知模块、发光模块、行走模块、定位模块以及控制模块，所述控制模块用于实现如上所述的电力管道探测方法。

可选地，所述探测器还包括旋转模块、清障模块、第一容置装置和第二容置装置，其中，所述第一容置装置具有至少一个透明窗口；

所述感知模块包括红外探测装置和图像获取装置；所述发光模块包括发光装置，所述发光装置用于向障碍物投射模拟越障光线；所述红外探测装置、所述图像获取装置和所述发光装置设于所述第一容置装置内；

所述行走模块包括可旋转的行走装置，所述行走装置包括至少三个在周向均匀分布的行走履带；

所述定位模块包括可进行实时定位的定位装置；所述旋转模块包括伸缩支撑装置和旋转驱动装置，所述伸缩支撑装置展开时，用于与管道的内壁相抵接；所述旋转驱动装置启动时，用于驱动所述行走装置绕所述管道的轴向进行旋转；所述清障模块包括空气压缩装置，所述空气压缩装置启动时，用于向所述障碍物输出压缩气流；所述定位装置、所述旋转驱动装置和所述空气压缩装置设于所述第二容置装置内，所述伸缩支撑装置与所述第二容置装置固定连接；

所述行走装置的一端与所述第一容置装置固定连接，另一端通过所述旋转驱动装置与所述第二容置装置可转动连接。

本发明提供的探测器与电力管道探测方法相对于现有技术的优势基本相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例的电力管道探测方法的流程图；

图2为本发明实施例的电力管道探测方法的另一流程图；

图3为本发明实施例的探测器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”；术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

如图1所示，本发明一实施例提供一种电力管道探测方法，应用于探测器，探测器包括感知模块、发光模块、行走模块以及定位模块；电力管道探测方法包括如下步骤：

S1：获取管道的基本信息，基本信息包括管道的头部位置信息和尾部位置信息。

具体地，本发明所指探测器具有行走、定位以及障碍物感知等功能，探测器在管道内行走过程中，定位模块将探测器的实时位置信息传输给控制器，进而完成地下管道路径的探测任务。在对管道进行探测前，需要获取管道的基本信息，例如某段管道的头部位置和尾部位置信息，可以用经纬度坐标表示，此类信息可以从管道的设计图或施工图中得到。地下管道在建设时，每隔一段距离就会预留一个检查井，便于后期管道的维修、检查或增设电缆等工作的开展。对于复杂的电力管网探测任务，可以依据检查井的位置将电力管网划分成若干段管道。例如，某段管道的两个头部分别位于两个检查井内，将其中一个检查井作为入口检查井，将入口检查井内电力管道的端面所在位置作为管道的头部位置。探测器从管道头部位置进入电力管道进行探测，在电力管道内部畅通无阻的情况下，探测器则可以从另一检查井（即出口检查井）处驶出，出口检查井内该电力管道的端面所在位置即为管道的尾部位置。

在本实施例中，通过获取诸如管道的头部位置信息和尾部位置信息等基本信息确定探测器本次探测任务的起点位置和终点位置，有利于将复杂的地下管网探测任务分解为若干子任务，有效降低探测任务难度，为探测任务的完整性提供基础保障。

S2：根据头部位置信息控制行走模块，以令探测器从管道的头部位置进入管道。

具体地，本发明所指行走模块表示可以带动探测器在管道内行走的装置，例如，驱动轮行走装置或履带行走装置等，优选地，本发明采用履带行走装置。在地下管道探测任务中，由于管道所处的检查井内环境复杂，探测器无法全自动的完成探测任务，需要操作人员进行协助，例如，操作人员将探测器放置在电力管道的头部位置，当获取到定位模块发出的定位信息与头部位置信息一致时，控制器则启动行走模块，带动探测器从头部位置进入管道内部开启探测任务。

在本实施例中，探测器所处位置与事先获取到的管道的头部位置重合时，表明探测器已经到达探测任务涉及的管道入口，控制行走模块启动使得探测器从头部位置进入管道开始探测任务，有利于对即将探测的管道位置进行二次复核，避免由于操作人员信息传达有误，使探测器误入其他电力管道，有利于保证探测结果的准确性。

S3：接收感知模块发出的障碍物信息，障碍物信息包括障碍物的距离信息和图像信息。

具体地，本发明所指感知模块可以包括红外探测装置和图像获取装置，当红外探测装置接收到被反射的红外光线时，说明探测器前方出现障碍物，此时图像获取装置可以拍摄管道内部情况，并将接收到的红外光线以及拍摄到的图像发送给控制器，控制器根据红外线从发出到被接收到的时间及红外线的传播速度就可以算出前方障碍物的距离，得到距离信息。控制器通过拍摄到的图像可以得到障碍物的形状或类型，进而实现探测器能够感知障碍物的功能。应当理解的是，仅基于图像获取装置，经过复杂的计算（如基于相似三角形的单目测距算法），也能得到障碍物与探测器之间的距离。优选地，本发明采用红外探测装置进行障碍物距离测量，有助于减轻计算压力，提高数据处理速度。

可选地，由于电力管道内部障碍物类型较为固定，主要为积水、泥沙或管道变形，因此可以提前收集管道内的障碍物信息建立训练数据库，提前对图像识别模型进行训练。在探测器实际使用过程中，就可以基于训练好的图像识别模型检测出障碍物的类型，为探测器后续面对障碍物时生成的处置策略提供参考。同时还可以在最终生成的管道路径上，根据障碍物的类型信息和位置信息对障碍物进行标记，便于为工作人员后期针对电力管道设计的清障方案提供参考。

在本实施例中，接收感知模块发出的障碍物信息，便于探测器掌握前方障碍物的距离以及图像等信息，避免探测器在管道内前进的过程中被前方出现的障碍物卡死，同时为后续探测器生成的指令信息以及处置策略提供基础，保证指令信息以及处置策略的合理性。

S4：根据障碍物信息生成对应的指令信息，其中，指令信息包括停止前进指令和速度调节指令中的至少一种。

具体地，感知模块可以提前一段距离感知到前方出现障碍物，能够为探测器争取到一定的时间生成对应的指令信息。由于探测器与管道内壁之间存在一定的空余空间（即只有探测器的行走模块与管道内壁接触），空余空间可以允许一定体积形状的障碍物直接通过，可以基于障碍物信息判断探测器以当前的姿态能否直接越过前方障碍物，若可以，则不必控制行走模块停止运行（即对应停止前进指令），直接控制行走模块加速或减速通行即可（即对应速度调节指令）。

在本实施例中，探测器与管道内壁之间存在一定的空余空间，可以允许一定体积形状的障碍物直接通过。控制器通过障碍物信息生成对应的停止前进指令或速度调节指令，与现有技术中每当感知模块检测到障碍物时都需要控制行走模块停止运行的控制方法不同，本实施例中通过障碍物信息生成对应的指令信息，使探测器能够直接通过不影响其前进的障碍物，无需控制行走模块反复启停，有效提高探测效率。

S5：当指令信息为停止前进指令时，根据距离信息控制发光模块向障碍物投射模拟越障光线。

具体地，本发明所指发光模块可以包括投影装置或激光发射装置；本发明所指模拟越障光线表示能够模拟探测器通行能力的光线，例如，投影装置能够向障碍物发出与探测器外轮廓相同的轮廓投影，若该轮廓投影能通过前方障碍物（即障碍物没有被轮廓投影的光线覆盖到），则表明探测器也能通过该障碍物；也可以在探测器的最大外轮廓对应位置处设置多个激光发射装置，该激光发射装置发出多道平行光线，若多道平行光线能通过前方障碍物（即障碍物没有被激光照射到），则表明探测器也能通过该障碍物；优选地，本发明采取投影装置发射模拟越障光线，有利于减轻探测器重量，降低能耗。

在本实施例中，当指令信息为停止前进指令时，说明探测器直接通过前方障碍物有被卡住的风险。根据感知模块可以获取到障碍物与探测器之间的距离信息，基于该距离信息控制发光模块向障碍物发射模拟越障光线，可以快速、准确模拟探测器通过该障碍物时可能会出现的情况，区别于现有技术中通过图像信息来计算障碍物的尺寸，并与探测器的外形尺寸进行对比来判断能否通行的方法。本实施例通过发光模块发射模拟越障光线可以更加精准、高效且直观的模拟探测器越障情形，无需复杂计算，即可为后续生成对应的处置策略提供精准且可靠的依据。

S6：基于模拟越障光线和图像信息确定对应的处置策略，处置策略包括暂停模式和越障模式中的一种。

具体地，本发明所指图像信息可以包括发射模拟越障光线前以及发射后对应的管道内障碍物的多个图像，通过分析图像中的障碍物是否被模拟越障光线影响（如障碍物是否被模拟越障光线覆盖），可以快速、准确的预测探测器能否顺利跨越障碍物，进而得到合理的处置策略；本发明所指暂停模式代表探测器能够顺利跨越前方障碍物的可能性较低，需要暂停前进；本发明所指越障模式代表探测器能够顺利跨越前方障碍物的可能性很大，可以控制探测器调整姿态以跨越障碍物，并继续按照当前得行走方向继续探测电力管道。

在本实施例中，基于模拟越障光线和图像信息能够快速预测探测器顺利跨越障碍的可能性大小，模拟越障光线面对该障碍物的通行能力（如光线不被障碍物反射），能够准确反映探测器面对该障碍物时实际的通行能力。基于该方法对越障过程进行预先模拟，既可以得到的合理的处置策略，又能够避免计算障碍物尺寸形状等参数带来的算力浪费，极大地提高了探测器的工作效率。

S7：当处置策略为暂停模式时，根据尾部位置信息控制行走模块，以令探测器从管道的尾部位置进入管道，并返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤。

具体地，当处置策略为暂停模式时，表明探测器无法继续按照当前的行走方向继续对电力管道进行探测，否则会卡死在管道内部。在此情况下，可以控制行走模块反向行走，退回到头部位置，优选地，暂停模式下，探测器可以向操作人员发出对应的请求协助信息，操作人员响应于该探测器发出的请求协助信息，将该探测器从管道中取出，并携带至管道的尾部位置，并将其从管道的尾部位置重新放入管道。

可选地，在管道的尾部位置也有相应的工作人员，当该探测器生成的处置策略对应为暂停模式时，操作人员就可以从管道的尾部位置将另一探测器放入，节约探测器的转运时间，提升探测效率。同样地，操作人员将探测器放置在电力管道的尾部位置，当控制器获取到定位模块发出的定位信息与尾部位置信息一致时，控制器则启动行走模块，带动探测器从尾部位置进入管道内部继续探测任务。

在本实施例中，当探测器从管道的端面位置进入后遇到了无法跨越的障碍物时，可以选择从管道的尾部位置重新进入该管道，重新返回获取障碍物信息的步骤，继续对该管道进行探测，有利于保障管道探测结果的完整性和准确性。

S8：当探测器从尾部位置进入管道后，处置策略为暂停模式时，根据定位模块发出的第一定位信息生成管道的探测结果，探测结果包括管道的路径信息。

具体地，本发明所指定位模块可以包括GPS定位装置或惯性定位装置；优选地，本实施例采用惯性定位装置与GPS定位装置结合，惯性定位装置还包括陀螺仪和加速度计，当探测器所处位置不利于GPS信号收发时，可以基于惯性定位装置的陀螺仪和加速度计的采集的信息生成惯性定位结果，保障定位信息的完整性。本发明所指第一定位信息表示探测器在管道内行走的全程中，定位模块实时向控制装置传送的全部定位信息。在探测器经管道的尾部位置再次进入该管道后，若探测器在面对障碍物时，生成的处置策略为暂停模式时，表明探测器无法继续前进，也就意味着对该管道的实际探测任务已经结束，可以基于第一定位信息生成管道的探测结果，例如，基于第一定位信息生成管道路径信息，或在此基础上结合图像信息，生成管道内障碍物的分布信息等。

在本实施例中，通过获取管道的基本信息确定探测器本次探测任务的起点位置（管道的头部位置）和终点位置（管道的尾部位置），能够将复杂的地下管网探测任务分解为若干子任务，有效降低探测任务难度，为探测任务的完整性提供基础保障；根据头部位置信息控制行走模块，令探测器从管道的头部位置进入管道，避免由于操作人员信息传达有误，使探测器误入其他管道，有利于保证探测结果的准确性；通过接收感知模块发出的障碍物信息，便于探测器掌握前方障碍物的距离以及图像等信息，为后续探测器生成的指令信息以及处置策略提供基础；通过障碍物信息生成对应的指令信息，便于探测器直接通过不影响探测器前进的障碍物，无需控制行走装置反复启停，有效提高探测效率；当指令信息为停止前进指令时，根据距离信息控制发光模块向障碍物投射模拟越障光线，可以更加精准、高效且直观的模拟探测器越障的情形，无需复杂计算即可为后续生成对应的处置策略提供精准且可靠的依据；基于模拟越障光线和图像信息确定对应的处置策略，在保证处置策略合理性的同时，又能够避免计算障碍物尺寸形状等参数带来的算力浪费，极大地提高了探测器的工作效率；当处置策略为暂停模式时，根据尾部位置信息控制行走模块，令探测器从管道的尾部位置再次进入该管道，并返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤，继续对该管道进行探测，有利于提高管道探测结果的完整性；当探测器从管道的尾部位置进入管道后，处置策略为暂停模式时，根据定位模块发出的第一定位信息生成管道的探测结果，实现对管道最大程度的探测，提高电力管道探测的高效性和完整性。

可选地，如图2所示，电力管道探测方法，还包括：

当处置策略为越障模式时，基于模拟越障光线控制行走模块，以令探测器越过障碍物；

返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤，直至所述探测器到达所述尾部位置；

当探测器到达尾部位置时，控制行走模块停止前进，并根据定位模块发出的第二定位信息生成探测结果。

具体地，本发明所指第二定位信息表示探测器从管道头部位置进入，直至从管道尾部位置驶出的全程中，定位模块实时向控制器传送的全部定位信息。当处置策略为越障模式时，可以参照模拟越障光线示意的探测器姿态控制行走模块进行越障。并在顺利越障后返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤，继续对管道进行探测。当管道内的障碍物较少或不影响探测器行走时，探测器从管道的端面位置进入后，可能畅通无阻，能够一直行走到管道的尾部位置。当接收到定位装置发出的定位信息与提前获取的尾部位置信息对应时，则控制行走装置停止前进。

可选地，为避免探测器在管道的尾部位置驶出后跌落损坏，当接收到的定位信息与尾部位置信息之间的距离满足预设值时，则控制行走模块停止运行，优选地，预设值与探测器沿轴向尺寸相等。

在本实施例中，当处置策略为越障模式时，根据模拟越障光线控制行走模块即可实现安全越障，在越障后返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤，可以继续对管道进行探测。当探测器到达管道的尾部位置时，控制行走装置停止前进，并根据定位模块发出的第二定位信息生成探测结果。

可选地，如图2所示，速度调节指令包括减速指令和加速指令；根据障碍物信息生成对应的指令信息，包括：

当距离信息对应的距离值小于预设的距离阈值时，生成减速指令；

基于距离信息校正图像信息，得到障碍物的图示尺寸与障碍物的实际尺寸相等的图像信息；

将校正后的图像信息输入到预先训练好的图像识别模型中，生成障碍物截面轮廓；

判断障碍物截面轮廓与预设的探测器截面轮廓是否存在重合区域；

若是，则生成停止前进指令；

若否，则生成加速指令，并返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤，直至探测器到达尾部位置。

具体地，本发明所指距离信息表示根据红外探测装置接收到障碍物反射回的红外光线，可以得到的随时间变化的一组距离值序列，当距离值序列中的至少一个距离值小于预设的距离阈值（如1米）时，说明探测器即将与前方障碍物交汇，此时需要提前判断探测器能否直接通过前方障碍物，在距离值小于预设的距离阈值时生成减速指令，能够为探测器提供一段安全的缓冲时间，来判断探测器能否直接通过前方障碍物。

在一实施例中，本发明所指图示尺寸表示图像中障碍物的尺寸，可以用像素尺寸表示；本发明所指实际尺寸，表示利用物理量具测量障碍物得到的尺寸，时障碍物在客观世界中的真实尺寸。本发明中图像拍摄时对应的探测器与障碍物的距离信息，可以通过匹配图像拍摄时间和接收到红外光线的时间来获取。根据距离信息对图像信息进行校正，可以利用图像成像时具有近大远小的效应，障碍物的图示尺寸要比障碍物的实际尺寸缩小数倍，具体应当将图像放大多少倍才能使图示尺寸与障碍物的实际尺寸相等，可以借助图像获取装置的焦距、距离信息以及已知的管道内径来确定，放大倍数X满足如下关系：

；

其中，X表示所需要的放大倍数，f表示图像获取装置的焦距（可提前获取），H表示管道内径（可提前获取），D表示图像拍摄时探测器与障碍物之间的距离值。

在一实施例中，可以提前收集管道内障碍物的图像信息，通过人工标注障碍物的轮廓建立训练数据库，并利用数据库对图像识别模型进行训练，得到可以识别障碍物轮廓的图像识别模型。在实际使用过程中，基于距离信息对应的距离值得到放大倍数X对图像信息进行校正后，将校正后的图像信息输入预先训练好的图像识别模型中，即可生成与实际尺寸形状相等的障碍物截面轮廓。优选地，基于图像识别模型得到的障碍物截面轮廓外设有标定圆，标定圆与管道内径尺寸相等。本发明所指探测器截面轮廓表示垂直于探测器轴向的最大横截面轮廓。优选地，探测器截面轮廓外同样设有标定圆，探测器截面轮廓与该标定圆之间的空间可供障碍物通过。通过判断碍物截面轮廓与探测器截面轮廓是否存在重合区域，即可快速确定探测器能否直接越过该障碍物。例如，将障碍物截面轮廓外的标定圆与探测器截面轮廓外的标定圆重合，若重合后的图像不存在相交的轮廓线，则说明探测器可以直接越过障碍物，对应生成加速指令，便于快速通过障碍物，然后返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤，对管道继续进行探测，直至探测器到达尾部位置；若重合后的图像存在相交的轮廓线，则说明探测器无法直接越过障碍物，则需要生成停止前进指令，避免探测器与障碍物发生碰撞，造成探测器卡死在管道内。

在本实施例中，当距离信息对应的距离值小于预设的距离阈值时，生成减速指令，为后续图像的处理分析过程提供一段安全的缓冲时间。基于距离信息校正图像信息，进而得到障碍物的图示尺寸与障碍物的实际尺寸相等的图像信息，有效提升处理效率。将校正后的图像信息输入到预先训练好的图像识别模型中，生成障碍物截面轮廓，并通过判断其与预设的探测器截面轮廓是否存在重合区域，可以快速确定探测器能否直接通过障碍物，进而生成合理的指令信息，以控制行走模块的运行。

可选地，如图2所示，基本信息还包括管道的管道内径；模拟越障光线包括探测器截面轮廓的轮廓投影；当指令信息为停止前进指令时，根据距离信息控制发光模块向障碍物投射模拟越障光线，包括：

基于管道内径和距离信息，得到发光模块的投影焦距；

控制发光模块按照投影焦距向障碍物投射轮廓投影，其中，轮廓投影随时间按顺时针旋转变化。

具体地，当指令信息为停止前进指令时，表示探测器无法直接越过障碍物，需要判断探测器能否通过调整姿态来越过障碍物。为确保轮廓投影投射到障碍物所处位置时的尺寸形状与探测器实际截面轮廓相等，需要计算发光模块的投影焦距，投影焦距满足如下关系式：

;/>

其中，f表示发光模块的投影焦距，D表示探测器与障碍物之间的距离值，w表示发光模块的液晶片尺寸（液晶片尺寸为固定值，可提前获取），H表示管道内径。

在一实施例中，基于管道内径和探测器到障碍物之间的距离信息，可以得到发光模块的投影焦距，按照投影焦距向障碍物投射预设的轮廓投影，轮廓投影随时间按照顺时针旋转变化，例如，轮廓投影每秒顺时针旋转1-5°。

在本实施例中，通过发光模块向障碍物所在处投射探测器截面的轮廓投影，轮廓投影随时间按顺时针旋转变化，通过轮廓投影的旋转，模拟探测器旋转，能够更加精准、高效且便捷地模拟探测器以不同姿态越过障碍物的情形，无需复杂计算，也无需探测器本体不断调整姿态，即可快速、准确判断探测器能否通过调整姿态顺利越过障碍物。

可选地，探测器还包括清障模块；基于模拟越障光线和图像信息确定对应的处置策略，包括：

获取每次轮廓投影旋转变化后的图像信息，构成第一图像集；

判断第一图像集中是否存在障碍物未被轮廓投影覆盖的图像；

若是，则处置策略为越障模式；

若否，则控制清障模块启动后，获取每次轮廓投影旋转变化后的图像信息，构成第二图像集；

判断第二图像集中是否存在障碍物未被轮廓投影覆盖的图像；

若是，则处置策略为越障模式；

若否，则处置策略为暂停模式。

具体地，本发明所指清障模块表示可以包括与障碍物直接接触的清障装置（例如机械旋转毛刷），也可以包括不与障碍物直接接触的清障装置（如输出水流或气流的装置），优选地，采用能输出压缩气流的清障装置（如往复电缸带动活塞往复运动再通过气管输出气流），环境适应性好，且不需要探测器移动位置配合清障模块工作。

在一实施例中，每次轮廓投影旋转后，图像获取装置对应获取一次图像信息，构成第一图像集。可以通过图像中像素的饱和度值和亮度值来判断障碍物上是否存在反光区（即障碍物被轮廓投影的光线覆盖的区域），进而判断图像中障碍物是否被轮廓投影覆盖；也可以通过检测是否存在障碍物反射的投影光线，来辅助判断图像中障碍物是否被轮廓投影覆盖；优选地，本发明通过判断图像中障碍物所在位置是否存在反光区来判断图像中障碍物是否被轮廓投影覆盖。例如，可以预设饱度值对应的第一阈值与亮度值对应的第二阈值，将饱和度值小于第一阈值且亮度值大于第二阈值的像素设置为白色，其他区域设置为黑色，进而生成二值图像。二值图像中的白色区域就代表反光区域，当障碍物的轮廓内对应的二值图像不存在白色区域，则说明障碍物未被轮廓投影光覆盖，以轮廓投影对应的探测器姿态可直接通过障碍物。当障碍物的轮廓内对应的二值图像均存在白色区域，说明即使调整探测器姿态，也无法直接通过障碍物。由于电力管道内障碍物通常为泥沙，泥沙高度聚集时，探测器无法直接通行，但是此类障碍物比较容易受外力影响而改变堆积形态。控制清障模块启动（如空气压缩装置向障碍物输出压缩气流），然后再次控制发光模块投射轮廓投影，并获取第二图像集。重复判断图像中是否存在反光区的步骤，若图像中障碍物的轮廓内对应的二值图像不存在白色区域，则说明障碍物受到清障装置的影响，聚集程度降低，探测器可通过调整姿态越过障碍物，对应的处置策略为越障模式；反之则说明探测器仍然无法跨越障碍物，对应的处置策略为暂停模式。

在本实施例中，通过判断轮廓投影旋转变化后的第一图像集中，是否存在障碍物未被轮廓投影覆盖的图像，来评估模拟越障能否成功，若存在则说明探测器调整对应姿态后可进行越障，若不存在则启动清障装置，尝试对障碍物进行清除，再判断清障后能否成功越障，避免只要遇到障碍物就退回管道端面的情况，提高探测器通行能力，有利于提高管道探测的完整性。

可选地，探测器还包括旋转模块；当处置策略为越障模式时，基于模拟越障光线控制行走模块，以令探测器越过障碍物，包括：

将障碍物未被轮廓投影覆盖的图像作为目标图像；

根据目标图像，确定对应的轮廓投影，得到目标轮廓投影；

根据目标轮廓投影，得到探测器需要旋转的目标角度；

控制旋转模块带动探测器旋转目标角度；

控制行走模块启动，以令探测器越过障碍物。

具体地，障碍物未被轮廓投影覆盖，表明对应的轮廓投影完全通过了障碍物，可将对应的图像作为目标图像。可以将发光模块在拍摄图像时对应的轮廓投影与拍摄的图像进行关联，获取目标图像后，根据关联信息即可得到对应的目标轮廓投影；也可以根据目标图像对应的拍摄时间确定目标轮廓投影，例如，可以获取目标图像对应图像的拍摄时间，以及目标图像所在的图像集中第一张图像的拍摄时间。根据两张图像拍摄时间的时间差，结合图像拍摄周期以及轮廓投影变化规律，即可确定对应的轮廓投影变化次数，进而得到目标轮廓投影，以及目标轮廓投影与第一个轮廓投影之间的旋转角度。例如，轮廓投影每2秒旋转4°，图像获取装置在发光模块投射轮廓投影后，每2秒拍摄一张图像。那么拍摄目标图像时，对应的目标轮廓投影相对于第一张图像对应轮廓投影的旋转角度满足：

;

其中,T₁表示第一张图像对应的拍摄时间，T₂表示目标图像对应拍摄时间，θ表示目标轮廓投影相对于第一个轮廓投影的旋转角度。

在一实施例中，行走装置包括三条行走履带，将其中一个行走履带设为标定履带，标定履带对应的轮廓投影所在区域设为标定区域，在发光模块投射轮廓投影前，根据标定履带的位置匹配对应的轮廓投影，使得第一个轮廓投影的标定区域与标定履带的位置相对应。基于此得到的目标轮廓投影相对于第一个轮廓投影的旋转角度θ，就对应探测器需要旋转的目标角度。

在一实施例中，本发明所指旋转模块表示能够实现探测器整体或部分旋转的装置，例如，旋转模块可以包括伸缩支撑装置、第一电机和第二电机；第一电机的输出轴与所述伸缩支撑装置连接，第二电机的输出轴与行走模块的连接轴连接，当第一电机旋转时，能够实现伸缩支撑装置与管道内壁相抵接；当伸缩支撑装置与管道内壁相抵接且第二电机旋转时，能够驱动连接轴至少带动行走模块绕管道的轴向进行旋转。控制旋转模块带动探测器的整体或部分旋转目标角度（如仅旋转行走模块），使得探测器的标定履带与目标轮廓投影的标定区域重合。控制第一电机反向旋转，使得伸缩支撑装置远离管道内壁，控制行走模块启动，探测器就可以实现越过障碍物。

在本实施例中，目标图像对应的目标轮廓投影可以完全通过障碍物，目标轮廓投影实际上代表了能够成功越障的模拟情形下，探测器对应的姿态。基于目标轮廓投影得到探测器需要旋转的目标角度，并控制旋转模块启动带动探测器旋转目标角度，即可将探测器的姿态调整到能够成功越障的姿态。由于投影轮廓的旋转相较于探测器自身实际旋转操作复杂性更低、能耗更小、可行性更强。因此，基于轮廓投影可以快速、准确地预测探测器以不同姿态进行越障可行性，并通过旋转模块将探测器调整到对应的姿态，有助于保证探测器越障的安全性和可靠性。

可选地，基本信息还包括管道的长度信息；当探测器从尾部位置进入管道后，处置策略为暂停模式时，根据定位模块发出的第一定位信息生成管道的探测结果，包括：

根据第一定位信息，按照时间顺序，获取两次处置策略为暂停模式时，探测器对应的位置，得到第一标定位置和第二标定位置；

分别获取探测器在第一标定位置和第二标定位置时，行走模块记录的第一航向角和第二航向角；

基于第一定位信息和长度信息，得到第一标定位置和第二标定位置之间的盲区长度；

基于第一航向角、第二航向角和盲区长度，得到盲区对应的预测路径信息，其中，预测路径信息对应的路径长度等于盲区长度；

根据第一定位信息和预测路径信息，生成路径信息。

具体地，本发明所指第一定位信息表示探测器在管道内探测全程的实时定位信息，可以通过GPS定位装置或惯性定位装置获取。同时，第一定位信息还包括航向信息，可以基于惯性定位装置中的陀螺仪获取；本发明所指第一标定位置表示探测器从管道的头部位置进入管道后，出现暂停模式时，探测器对应的位置，可以用经纬度坐标表示；第二标定位置表示探测器从管道的尾部位置进入管道后，出现暂停模式时，探测器对应的位置，可以用经纬度坐标表示；本发明所指第一航向角表示探测器处于第一标定位置时，陀螺仪对应记录的航向角；本发明所指第二航向角表示探测器处于第二标定位置时，陀螺仪对应记录的航向角；本发明所指盲区长度表示探测器无法达到的管道区域对应的管道长度。

在一实施例中，电力管道的基本信息通常包含施工信息，施工信息一般包含:管道长度、检查井位置、检查井数量等，虽然由于施工误差容易导致电力管道实际路径与规划路径有所偏差，但是管道长度测量一般不属于隐蔽工程，因此，管道长度的信息一般偏差较小，可借鉴性较高。当对一段电力管道进行探测时，探测器从端面位置进入后遇到无法跨越的障碍（为便于理解和表述，将其记为第一目标障碍），会重新从管道的尾部位置再次进入管道进行探测，在遇到第一目标障碍之前还可能遇到其他无法跨越的障碍（为便于理解和表述，将其记为第二目标障碍），或同样止步于第一目标障碍之前，导致管道探测不完整，第一目标障碍的所在位置，或第一目标障碍与第二目标障碍之间即为探测盲区。

在一实施例中，从该段管道总体的长度中减去第一标定位置到头部位置的长度以及第二标定位置到尾部位置的长度（可根据第一定位信息得到），即可得到盲区长度。然后可以根据盲区长度预测多个可能的路径，再基于第一航向角和第二航向角从多个可能的路径中选择一个作为最终的预测路径；也可以根据电力管道的形状特性，利用第一航向角和第二航向角预测多个可能的路径，再从多个路径中选择与盲区长度相等的路径作为预测路径。例如，由于电力管道一般弯曲程度不高，曲率相对较小，当存在探测盲区时，盲区对应的管道路径大概率会同时与第一航向角所在直线和第二航向角所在直线相切或平行，基于第一航向角和第二航向角可以预测多个盲区管道的路径。多个预测路径的起点为第一标定位置，终点为第二标定位置，且预测路径同时与第一航向角和第二航向角所在直线相切或平行。在多个预测路径中，选取与盲区长度最接近的路径作为最终的预测路径。然后根据第一定位信息得到第一标定位置到头部位置的第一路径，以及第二标定位置到尾部位置的第二路径，将第一路径、预测路径和第二路径合并，即可得到管道完整的路径信息，优选地，路径信息为电力管道在电子地图上的路径标识信息。

在本实施例中，当管道内存在探测器无法到达的探测盲区时，利用管道的长度信息结合探测器在两次遇到无法跨越障碍物时对应的第一航向角和第二航向角，可准确预测盲区的路径，保证管道探测结果的可靠性和完整性。

本发明又一实施例提供的一种电力管道探测装置，应用于探测器，探测器包括感知模块、发光模块、行走模块以及定位模块；电力管道探测装置包括：

信息获取模块，其用于获取管道的基本信息，基本信息包括管道的头部位置信息和尾部位置信息；

第一控制模块，其用于根据头部位置信息控制行走模块，以令探测器从管道的头部位置进入管道；

信息接收模块，其用于接收感知模块发出的障碍物信息，障碍物信息包括障碍物的距离信息和图像信息；

指令生成模块，其用于根据障碍物信息生成对应的指令信息，其中，指令信息包括停止前进指令和速度调节指令中的至少一种；

模拟越障模块，其用于当指令信息为停止前进指令时，根据距离信息控制发光模块向障碍物投射模拟越障光线；

策略生成模块，其用于基于模拟越障光线和图像信息确定对应的处置策略，处置策略包括暂停模式和越障模式中的一种；

第二控制模块，其用于当处置策略为暂停模式时，根据尾部位置信息控制行走模块，以令探测器从管道的尾部位置进入管道，并返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤；

路径生成模块，其用于当探测器从尾部位置进入管道后，处置策略为暂停模式时，根据定位模块发出的第一定位信息生成管道的探测结果，探测结果包括管道的路径信息。

在本实施例中，信息获取模块通过获取管道的基本信息确定探测器本次探测任务的起点位置和终点位置，能够将复杂的地下管网探测任务分解为若干子任务，有效降低探测任务难度，为探测任务的完整性提供基础保障；第一控制模块根据头部位置信息控制行走模块，令探测器从管道的头部位置进入管道，避免由于操作人员信息传达有误，使探测器误入其他电力管道，有利于保证探测结果的准确性；信息接收模块通过接收感知模块发出的障碍物信息，便于探测器掌握前方障碍物的距离以及图像等信息，为后续探测器生成的指令信息以及处置策略提供基础；指令生成模块通过障碍物信息生成对应的指令信息，便于探测器直接通过不影响探测器前进的障碍物，无需控制行走模块反复启停，有效提高探测效率；当指令信息为停止前进指令时，模拟越障模块根据距离信息控制发光模块向障碍物投射模拟越障光线，可以更加精准、高效且直观的模拟探测器越障的情形，无需复杂计算即可为后续生成对应的处置策略提供精准且可靠的依据；策略生成模块基于模拟越障光线和图像信息确定对应的处置策略，在保证处置策略合理性的同时，又能够避免计算障碍物尺寸形状等参数带来的算力浪费，极大地提高了探测器的工作效率；当处置策略为暂停模式时，第二控制模块根据尾部位置信息控制行走模块，令探测器从管道的尾部位置进入管道，并返回接收感知模块发出的障碍物信息的步骤，继续对该管道进行探测，有利于保障管道探测结果的完整性和准确性；当探测器从管道的尾部位置进入管道后，处置策略为暂停模式时，路径生成模块根据定位模块发出的第一定位信息生成管道的探测结果，提高了电力管道探测的高效性和完整性。

本发明又一实施例提供的一种探测器，包括：感知模块、发光模块、行走模块、定位模块以及控制模块，所述控制模块用于实现如上所述的电力管道探测方法。

本实施例提供的探测器与电力管道探测方法能产生的技术效果基本相同，再次不再赘述。

可选地，如图3所示，探测器还包括旋转模块、清障模块、第一容置装置和第二容置装置，其中，第一容置装置具有至少一个透明窗口；

感知模块包括红外探测装置和图像获取装置；发光模块包括发光装置，发光装置用于向障碍物投射模拟越障光线；红外探测装置、图像获取装置和发光装置设于第一容置装置内；

行走模块包括可旋转的行走装置，行走装置包括至少三个在周向均匀分布的行走履带；

定位模块包括可进行实时定位的定位装置；旋转模块包括伸缩支撑装置和旋转驱动装置，伸缩支撑装置展开时，用于与管道的内壁相抵接；旋转驱动装置启动时，用于驱动行走装置绕管道的轴向进行旋转；清障模块包括空气压缩装置，空气压缩装置启动时，用于向障碍物输出压缩气流；定位装置、旋转驱动装置和空气压缩装置设于第二容置装置内，伸缩支撑装置与第二容置装置连接；

行走装置的一端与第一容置装置固定连接，另一端通过旋转驱动装置与第二容置装置可转动连接。

具体地，红外探测装置、图像获取装置和发光装置设于第一容置装置内，从第一容置装置的透明窗口便于红外探测装置发出红外光线、发光模块投射轮廓投影以及图像获取装置进行图像拍摄，进而实现障碍物的感知功能。行走装置包括至少三个在周向均匀分布的行走履带，行走履带可以贴合管道内壁，带动探测装置在管道内行走。定位装置、旋转驱动装置和空气压缩装置设于第二容置装置内，空气压缩装置可以由往复电缸、活塞以及气管组成，往复电缸带动活塞进行往复运动，通过气管将产生压缩气流输出，进而实现借助压缩气流进行清障的功能，优选地，空气压缩装置的气管端面暴露于第一容置装置的外表面。

在一实施例中，伸缩装置与第二容置装置连接，伸缩支撑装置展开时，用于与管道的内壁相抵接。由于行走装置的一端与第一容置装置固定连接，另一端通过旋转驱动装置与第二容置装置可转动连接，当旋转驱动装置启动时，伸缩装置和第二容置装置保持不动，行走装置受到旋转驱动装置产生的扭矩影响，带动第一容置装置一同绕管道轴向进行旋转，实现探测器的姿态调整功能。

在本实施例中，探测器主要由三部分构成，第一部分功能主要为障碍物感知（感知模块），以及模拟越障（发光模块），第二部分功能主要为实现探测器在管道内的行走（行走模块），第三部分主要功能为进行探测器的定位（定位模块）、清障（清障模块）以及探测器姿态调整（旋转模块）。当感知模块感知到管道前方存在障碍物时，发光模块发出模拟越障光线，进行越障模拟，根据越障模拟的结果，通过旋转模块对应调整探测器的姿态即可实现安全越障，提高探测器的通行能力。探测器无需反复调整姿态尝试越障，减轻能耗的同时，提高探测器的工作效率，有利于提升电力管道探测的高效性和完整性。

现将描述可以作为本发明的服务器或客户端的电子设备，其是可以应用于本发明的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

电子设备包括计算单元，其可以根据存储在只读存储器（ROM）中的计算机程序或者从存储单元加载到随机访问存储器（RAM）中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可存储设备操作所需的各种程序和数据。计算单元、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出（I/O）接口也连接至总线。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。在本申请中，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者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者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是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，也可以采用软件功能单元的形式实现。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电力管道探测方法，其特征在于，应用于探测器，所述探测器包括感知模块、发光模块、行走模块以及定位模块；所述电力管道探测方法包括如下步骤：

获取管道的基本信息，所述基本信息包括所述管道的头部位置信息和尾部位置信息；

根据所述头部位置信息控制所述行走模块，以令所述探测器从所述管道的头部位置进入所述管道；

接收所述感知模块发出的障碍物信息，所述障碍物信息包括障碍物的距离信息和图像信息；

根据所述障碍物信息生成对应的指令信息，其中，所述指令信息包括停止前进指令和速度调节指令中的至少一种；

当所述指令信息为所述停止前进指令时，根据所述距离信息控制所述发光模块向所述障碍物投射模拟越障光线；

基于所述模拟越障光线和所述图像信息确定对应的处置策略，所述处置策略包括暂停模式和越障模式中的一种；

当所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述尾部位置信息控制所述行走模块，以令所述探测器从所述管道的尾部位置进入所述管道，并返回接收所述感知模块发出的所述障碍物信息的步骤；

当所述探测器从所述尾部位置进入所述管道后，所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述定位模块发出的第一定位信息生成所述管道的探测结果，所述探测结果包括所述管道的路径信息。

2.根据权利要求1所述的电力管道探测方法，其特征在于，还包括：

当所述处置策略为所述越障模式时，基于所述模拟越障光线控制所述行走模块，以令所述探测器越过所述障碍物；

返回接收所述感知模块发出的所述障碍物信息的步骤，直至所述探测器到达所述尾部位置；

当所述探测器到达所述尾部位置时，控制所述行走模块停止前进，并根据所述定位模块发出的第二定位信息生成所述探测结果。

3.根据权利要求2所述的电力管道探测方法，其特征在于，所述速度调节指令包括减速指令和加速指令；所述根据所述障碍物信息生成对应的指令信息，包括：

当所述距离信息对应的距离值小于预设的距离阈值时，生成所述减速指令；

基于所述距离信息校正所述图像信息，得到所述障碍物的图示尺寸与所述障碍物的实际尺寸相等的所述图像信息；

将校正后的所述图像信息输入到预先训练好的图像识别模型中，生成障碍物截面轮廓；

判断所述障碍物截面轮廓与预设的探测器截面轮廓是否存在重合区域；

若是，则生成所述停止前进指令；

若否，则生成所述加速指令，并返回接收所述感知模块发出的所述障碍物信息的步骤，直至所述探测器到达所述尾部位置。

4.根据权利要求3所述的电力管道探测方法，其特征在于，所述基本信息还包括所述管道的管道内径；所述模拟越障光线包括所述探测器截面轮廓的轮廓投影；所述当所述指令信息为所述停止前进指令时，根据所述距离信息控制所述发光模块向所述障碍物投射模拟越障光线，包括：

基于所述管道内径和所述距离信息，得到所述发光模块的投影焦距；

控制所述发光模块按照所述投影焦距向所述障碍物投射所述轮廓投影，其中，所述轮廓投影随时间按顺时针旋转变化。

5.根据权利要求4所述的电力管道探测方法，其特征在于，所述探测器还包括清障模块；所述基于所述模拟越障光线和所述图像信息确定对应的处置策略，包括：

获取每次所述轮廓投影旋转变化后的所述图像信息，构成第一图像集；

判断所述第一图像集中是否存在所述障碍物未被所述轮廓投影覆盖的图像；

若是，则所述处置策略为所述越障模式；

若否，则控制所述清障模块启动后，获取每次所述轮廓投影旋转变化后的所述图像信息，构成第二图像集；

判断所述第二图像集中是否存在所述障碍物未被所述轮廓投影覆盖的图像；

若是，则所述处置策略为所述越障模式；

若否，则所述处置策略为所述暂停模式。

6.根据权利要求5所述的电力管道探测方法，其特征在于，所述探测器还包括旋转模块；所述当所述处置策略为所述越障模式时，基于所述模拟越障光线控制所述行走模块，以令所述探测器越过所述障碍物，包括：

将所述障碍物未被所述轮廓投影覆盖的图像作为目标图像；

根据所述目标图像，确定对应的所述轮廓投影，得到目标轮廓投影；

根据所述目标轮廓投影，得到所述探测器需要旋转的目标角度；

控制所述旋转模块带动所述探测器旋转所述目标角度；

控制所述行走模块启动，以令所述探测器越过所述障碍物。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电力管道探测方法，其特征在于，所述基本信息还包括所述管道的长度信息；所述当所述探测器从所述尾部位置进入所述管道后，所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述定位模块发出的第一定位信息生成所述管道的探测结果，包括：

根据所述第一定位信息，按照时间顺序，获取两次所述处置策略为所述暂停模式时，所述探测器对应的位置，得到第一标定位置和第二标定位置；

分别获取所述探测器在所述第一标定位置和所述第二标定位置时，所述行走模块发出的第一航向角和第二航向角；

基于所述第一定位信息和所述长度信息，得到所述第一标定位置和所述第二标定位置之间的盲区长度；

基于所述第一航向角、所述第二航向角和所述盲区长度，得到盲区对应的预测路径信息，其中，所述预测路径信息对应的路径长度等于所述盲区长度；

根据所述第一定位信息和所述预测路径信息，生成所述路径信息。

8.一种电力管道探测装置，其特征在于，应用于探测器，所述探测器包括感知模块、发光模块、行走模块以及定位模块；所述电力管道探测装置包括：

信息获取模块，其用于获取管道的基本信息，所述基本信息包括所述管道的头部位置信息和尾部位置信息；

第一控制模块，其用于根据所述头部位置信息控制所述行走模块，以令所述探测器从所述管道的头部位置进入所述管道；

信息接收模块，其用于接收所述感知模块发出的障碍物信息，所述障碍物信息包括障碍物的距离信息和图像信息；

指令生成模块，其用于根据所述障碍物信息生成对应的指令信息，其中，所述指令信息包括停止前进指令和速度调节指令中的至少一种；

模拟越障模块，其用于当所述指令信息为所述停止前进指令时，根据所述距离信息控制所述发光模块向所述障碍物投射模拟越障光线；

策略生成模块，其用于基于所述模拟越障光线和所述图像信息确定对应的处置策略，所述处置策略包括暂停模式和越障模式中的一种；

第二控制模块，其用于当所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述尾部位置信息控制所述行走模块，以令所述探测器从所述管道的尾部位置进入所述管道，并返回接收所述感知模块发出的所述障碍物信息的步骤；

路径生成模块，其用于当所述探测器从所述尾部位置进入所述管道后，所述处置策略为所述暂停模式时，根据所述定位模块发出的第一定位信息生成所述管道的探测结果，所述探测结果包括所述管道的路径信息。

9.一种探测器，其特征在于，包括：感知模块、发光模块、行走模块、定位模块以及控制模块，所述控制模块用于实现如权利要求1-7任一项所述的电力管道探测方法。

10.根据权利要求9所述的探测器，其特征在于，所述探测器还包括旋转模块、清障模块、第一容置装置和第二容置装置，其中，所述第一容置装置具有至少一个透明窗口；

所述感知模块包括红外探测装置和图像获取装置；所述发光模块包括发光装置，所述发光装置用于向障碍物投射模拟越障光线；所述红外探测装置、所述图像获取装置和所述发光装置设于所述第一容置装置内；

所述行走模块包括可旋转的行走装置，所述行走装置包括至少三个在周向均匀分布的行走履带；

所述定位模块包括可进行实时定位的定位装置；所述旋转模块包括伸缩支撑装置和旋转驱动装置，所述伸缩支撑装置展开时，用于与管道的内壁相抵接；所述旋转驱动装置启动时，用于驱动所述行走装置绕所述管道的轴向进行旋转；所述清障模块包括空气压缩装置，所述空气压缩装置启动时，用于向所述障碍物输出压缩气流；所述定位装置、所述旋转驱动装置和所述空气压缩装置设于所述第二容置装置内，所述伸缩支撑装置与所述第二容置装置固定连接；

所述行走装置的一端与所述第一容置装置固定连接，另一端通过所述旋转驱动装置与所述第二容置装置可转动连接。

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