[发明专利]一种采用智能石油勘探机器人系统的石油勘探方法

说明书

本发明公开了一种采用智能石油勘探机器人系统的石油勘探方法，属于石油智能勘探领域，包括勘探机器人和遥控监测中心，所述勘探机器人包括自主导航模组、机械臂、信息传输模块和能源驱动模块；能实现恶劣环境下的自主侦查与智能勘探采样，智能采集及分配机器人能源，提高续航范围和勘探效率，并能够在勘探过程中自主巡逻安防，节省安防成本。

技术领域

本发明属于石油智能勘探领域，尤其涉及的是一种智能石油勘探机器人系统及其石油勘探方法。

背景技术

油气等矿物能源是国家发展的基石，因此石油相关技术产业具有很大的发展空间。石油产业作为我国经济增长的一大动力，发挥着不可替代的作用。同时，我国经济总体规模较大，机器人拥有量和技术水平低。随着人工智能时代及工业4.0的来临，各行业对机器人的需求数量也逐步增长。但现有石油机器人行业存在勘探设备资源浪费，功能单一，场地安防监控投入成本高等问题，难以满足体制改革中日益增长的勘探自动化需求。

而现阶段对石油行业机器人的研究多局限于钻杆连接、导管架安装、水下开阀关阀、钻井等，针对石油勘探开发领域的研究内容较为匮乏。①在进行正式石油开采任务之前，石油勘探人员需要亲身在野外进行实践，这就产生了很高的人力成本，且石油地质行业危险程度高、意外发生几率大，对油气的勘探业发展造成了很大阻力。②在勘探采样设备方面，由于设备集成度低且操作复杂，据统计只有13％的勘探人员可以借助勘探设备进行准确作业，且具备丰富勘探经验的专家资源有限，难于对多处资源进行人工勘探，常常导致获得样品不理想或勘探设备的损坏。③由于利益驱使，石油盗窃日益猖獗，但油气自动化安保的研发空白，使得油田安保需要投入大量的人力物力成本，造成严重的资源浪费。

尤其是，石油地质行业的工作环境通常较为恶劣，常位于戈壁滩或沙漠中，当今市场上却缺乏可以在资源欠缺区域仍能够正常使用的石油勘探装置，难于解决设备能源不足，采样勘探效率低下的问题。

发明内容

本发明为了解决现有石油机器人无法实现恶劣环境下的地质勘探问题，本发明提供一种智能石油勘探机器人系统及其石油勘探方法，能实现恶劣环境下的自主侦查与智能勘探采样，智能采集及分配机器人能源，提高续航范围和勘探效率，并能够在勘探过程中自主巡逻安防，节省安防成本。

本发明提供的技术方案如下：

一种智能石油勘探机器人系统，其中，包括勘探机器人和遥控监测中心，所述勘探机器人包括自主导航模组、机械臂、信息传输模块和能源驱动模块；

所述自主导航控制模块包括采集环境信息的环境传感器和即时定位与地图构建(简称SLAM)组件，所述自主导航控制模块能够控制勘探机器人自主进行石油勘探的先遣侦查与返程导航；所述机械臂包括采样机构、采样控制模块和关节驱动电机，所述机械臂能够通过采样控制模块控制关节驱动电机的输出功率，驱动采样机构的夹持关节转动来抓取样本；所述能源驱动模块包括太阳能电池模组和驱动底盘，太阳能电池模组与驱动底盘供电连接，所述驱动底盘通过驱动控制模块控制行进驱动电机输出功率驱动勘探机器人运动；所述遥控监测中心设置有遥感机械手套，所述遥感机械手套通过信息传输模块与机械臂通讯连接，所述遥感机械手套内设置有体感传感器，能够采集人体手臂动作信息并传输至勘探机器人。

优选的，所述自主导航模组通过环境传感器获取并跟踪勘探机器人位姿，通过SLAM组件处理获得勘探机器人预走路线角度，SLAM组件利用路径跟踪算法对机器人预走路线进行跟踪。所述位姿优选包括勘探机器人的当前位置、转弯姿态以及运动速度。

所述SLAM组件优选利用GPS定位勘探机器人路径航向，并依据实时动态差分定位(简称RTK)获得厘米级定位精度，用于勘探机器人自主导航。

更优选的，SLAM组件包括树莓派嵌入式模块、Ubuntu模块和机器人操作系统(简称ROS)，ROS安装移植于Ubuntu模块中并嵌入树莓派嵌入式模块。