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原文传递一种用于管线探测的方法及系统

专利名称：	一种用于管线探测的方法及系统
摘要：	本发明适用于管线探测技术，提供了一种用于管线探测的方法，所述方法通过投放便携式定位基站，并在多个位置留下定位基站，可以提供高精度的管道定位信息。便携式定位基站的灵活性使得管道机器人可以适应不同类型和尺寸的管道。管道机器人搭载的传感器和定位机制，结合定位基站的信号接收，可以实现管道内的高效数据采集。利用避障数据模型和定位信息，管道机器人可以实现自主避障和路径规划。相比传统的人工管线探测方式，利用管道机器人投放定位基站能够大大提高工作效率并减少人力成本。机器人可以对较大管道进行快速、连续的探测，大大缩短探测周期，减少人工操作的时间和风险。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广州龙博测绘技术股份有限公司
发明人：	衣凤彬;刘天华;彭伟涛;江启双;魏生培;骆正三;许建文;高重阳;邓英强;黄永莹
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-11T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-14T00:00:00+0800
申请号：	CN202311307779.7
公开号：	CN117054444A
代理机构：	广州一锐专利代理有限公司
代理人：	周升铭
分类号：	G01N21/954;G01S5/02;G01S19/43;G01S19/46;H04W64/00;H04W16/18;G06F18/241;G06N3/08;G06F18/214;F17D5/02;G;H;F;G01;H04;G06;F17;G01N;G01S;H04W;G06F;G06N;F17D;G01N21;G01S5;G01S19;H04W64;H04W16;G06F18;G06N3;F17D5;G01N21/954;G01S5/02;G01S19/43;G01S19/46;H04W64/00;H04W16/18;G06F18/241;G06N3/08;G06F18/214;F17D5/02
申请人地址：	510000 广东省广州市黄埔区摇田河大街79号永和大楼309房,永和大楼304房
主权项：	1.一种用于管线探测的方法，其特征在于，所述方法包括：建立数据模型，并对数据模型进行预先训练，并结合训练后的数据模型使管道机器人在行驶过程中遇到不同的障碍可以自主控制行驶方式；根据管道的结构，设定管道内的预设距离，并通过管道机器人根据预设距离在管道内留下多个UWB定位基站；接收UWB定位基站所收集的信息，并根据信息自动生成管道机器人的移动路径，并同步至管道机器人；根据管道机器人的行驶情况生成事件日志，并接收通过多编组UWB定位基站同步发送的事件日志与所收集的信息。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立数据模型，并对数据模型进行预先训练，具体包括：结合历史数据收集管道探测过程中所需的相关数据，包括但不限于管道的结构信息、障碍物的特征、管道机器人的运动数据，并对数据进行预处理；结合管道内障碍物特征，为每一种障碍物特征进行分类并添加标签，同时根据标签设定相应的行使方式，并将该行使方式与该障碍物特征标签相关联；建立神经网络模型，将所收集的数据分为训练集和测试集，并通过训练集对神经网络模型进行持续训练，将输入数据和对应的行使方式送入神经网络模型中，采用反向传播算法持续优化模型参数。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定管道内的预设距离，并通过管道机器人根据预设距离在管道内留下多个UWB定位基站，具体包括：结合管道尺寸、管道定位精度需求以及管道类型和复杂程度，设定定位基站的放置间隔距离，并定义为预设距离；结合预设距离和管道的总长度，计算得出所需放置的UWB定位基站的数量，并结合管道模型确定每一个UWB定位基站的放置位置。 4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述结合管道内障碍物特征，为每一种障碍物特征进行分类并添加标签，同时根据标签设定相应的行使方式，具体包括：检测障碍物的尺寸，并结合所收集的管道结构信息，判定管道机器人是否能够通过该障碍物；若无法通过，则向管道机器人下达返程指令，并且起点终端报警，且在回程时收走全部的UWB定位基站；若可以通过，则结合当前障碍的横向尺寸和纵向尺寸，向管道机器人下达绕过障碍物或跨过障碍物的指令。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接收UWB定位基站所收集的信息，并根据信息自动生成管道机器人的移动路径，并同步至管道机器人，具体包括：测定管道机器人的当前所处位置，并将该位置定义为零点，模拟出管道机器人的完整移动路径；结合计算所得出的所需放置的UWB定位基站的数量和放置位置，在管道机器人移动时自动向管道内放置UWB定位基站；通过管道机器人自带的红外摄像头采集管道内的当前环境，当识别出遇到障碍物时，结合所收集的障碍物的特征，自动识别出该障碍物的种类，并根据该障碍物种类所属的标签，向管道机器人发送相关联的行使方式指令；当识别出存在拐角和管道缺陷时，在该位置额外投放一个UWB定位基站。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收通过多编组UWB定位基站同步发送的事件日志与所收集的信息，具体包括：接收多编组UWB定位基站结合管道机器人所发出的事件报告和采集到的管道信息；通过RTK定位各事件报告位置处，同时实时播放管线内情况，并同步生成管线三维图。 7.一种用于管线探测的系统，其特征在于，所述系统包括：模型建立模块，用于建立数据模型，并对数据模型进行预先训练，并结合训练后的数据模型使管道机器人在行驶过程中遇到不同的障碍可以自主控制行驶方式；基站放置模块，用于根据管道的结构，设定管道内的预设距离，并通过管道机器人根据预设距离在管道内留下多个UWB定位基站；机器人移动模块，用于接收UWB定位基站所收集的信息，并根据信息自动生成管道机器人的移动路径，并同步至管道机器人；信息处理模块，用于根据管道机器人的行驶情况生成事件日志，并接收通过多编组UWB定位基站同步发送的事件日志与所收集的信息。 8.根据权利要求7所述的用于管线探测的系统，其特征在于，所述的模型建立模块具体包括：数据收集单元，用于结合历史数据收集管道探测过程中所需的相关数据，包括但不限于管道的结构信息、障碍物的特征、管道机器人的运动数据，并对数据进行预处理；行为关联单元，用于结合管道内障碍物特征，为每一种障碍物特征进行分类并添加标签，同时根据标签设定相应的行使方式，并将该行使方式与该障碍物特征标签相关联；模型训练单元，用于建立神经网络模型，将所收集的数据分为训练集和测试集，并通过训练集对神经网络模型进行持续训练，将输入数据和对应的行使方式送入神经网络模型中，采用反向传播算法持续优化模型参数。 9.根据权利要求7所述的用于管线探测的系统，其特征在于，所述的基站放置模块具体包括：距离定义单元，用于结合管道尺寸、管道定位精度需求以及管道类型和复杂程度，设定定位基站的放置间隔距离，并定义为预设距离；放置位置定义单元，用于结合预设距离和管道的总长度，计算得出所需放置的UWB定位基站的数量，并结合管道模型确定每一个UWB定位基站的放置位置。 10.根据权利要求7所述的用于管线探测的系统，其特征在于，所述的机器人移动模块具体包括：位置确定单元，用于测定管道机器人的当前所处位置，并将该位置定义为零点，模拟出管道机器人的完整移动路径；基站确定单元，用于结合计算所得出的所需放置的UWB定位基站的数量和放置位置，在管道机器人移动时自动向管道内放置UWB定位基站；环境检测单元，用于通过管道机器人自带的红外摄像头采集管道内的当前环境，当识别出遇到障碍物时，结合所收集的障碍物的特征，自动识别出该障碍物的种类，并根据该障碍物种类所属的标签，向管道机器人发送相关联的行使方式指令；信号增强单元，用于当识别出存在拐角和管道缺陷时，在该位置额外投放一个UWB定位基站。
所属类别：	发明专利