[发明专利]一种水下故障设备的定位方法及其系统

说明书

本发明涉及一种水下故障设备的定位方法及其系统，所述方法包括：当水下设备发生故障无法正常工作时，水下机器人通过目标搜索装置搜索故障设备；根据前端多功能摄像机和红外探测器探测信号生成的采样图像，调整水下机器人运行轨迹；根据目标搜索装置搜索到故障设备，计算偏移量，并根据所述偏移量及摄像机焦距微调水下机器人运行轨迹实现故障设备定位。所述系统包括水下机器人、智能控制传感器、水下机器人运行模块和目标搜索装置；所述智能控制传感器、水下机器人运行模块和目标搜索装置安装于水下机器人上。本发明的有益效果为：本发明采用水下机器人在定位获取故障图像的过程中避免了环境的制约，由此大大提高了水下机器人的适应性。

技术领域

本发明属于一种定位方法和系统，具体涉及一种水下故障设备的定位方法及其系统。

背景技术

随着航海事业的不断发展，故障设备的检测与维修作为在整个水下系统中不可或缺的一部分的设备管理。由于水下工程结构物的检测是一项十分复杂的系统工程其特殊的工作环境复杂的检测对象以及较高的检测要求使一些常用的无损检测方法难于实施。因此如何管理海量的设备成为当下面临的一个重大难题。

水下机器人(UR)在海洋开发和军事应用方面有着极为广阔的应用前景，基金成为完成多种水下任务的重要工具。由于故障设备的巡查范围分布广泛，种类冗杂且数量繁多，造成工作人员很难准确到位，获取完整的故障信息。如果巡视人员没有准确填写水下故障设备的发生原因，势必会提高工业安全危险系数。

可见光摄像机、红外热像仪等机器人搭载任务载荷系统用于对变电站设备外观异常检测、温度异常识别和仪表异常的识别。然而由于机器人自身定位误差、航向误差、云台转动误差等因素影响，导致任务载荷系统定位不准，引起检测目标不在图像视野或偏离图像中心，很难获取高分辨率、高清晰度的图像，直接影响变电站设备检测结果的准确性及准确率。

由于水下环境特殊，依靠人力去探测设备的故障和异常工作强极大，对于工作人员自身的人身安全存在威胁，并且其精度和准确度都存在一定缺陷。无法铺设磁条，这给机器人的正常工作带来严重干扰。由于机器人环境适应性差，对无法铺设磁条的区域机器人无法定位。由于水下能见度低，尤其是水质浑浊的情况下传统的由潜水员完成的水下目视检测一般难以实施；水下成像作为一种重要的水下无损检测和识别手段越来越受到人们的重视。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种水下故障设备的定位方法及其系统，使水下机器人在不依赖于磁条等环境设施的情况下，快速锁定检测目标，获取高质量图像，实现了任务载荷系统定位，提高了机器人环境适应性，且节约了成本；解放了大量人力劳动，使工作效率也得到大大提升。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种水下故障设备的定位方法，其改进之处在于：所述方法包括：

当水下设备发生故障无法正常工作时，水下机器人通过目标搜索装置搜索故障设备；

根据前端多功能摄像机和红外探测器探测信号生成的采样图像，调整水下机器人运行轨迹；

根据目标搜索装置搜索到故障设备，计算偏移量，并根据所述偏移量及摄像机焦距微调水下机器人运行轨迹实现故障设备定位。

优选的，水下机器人通过目标搜索装置搜索故障设备包括：

水下机器人通过智能控制传感器运行自主导航系统，结合前端目标搜索装置定位水下机器人位置及航向，根据目标搜索装置的搜索数据进行定位；

所述目标搜索装置的数据包括，以目标搜索装置的重心为极坐标原点建立极坐标系，探测前方10m且角度在-45°～225°以内的物体与极坐标原点之间弧长和角度值。