[发明专利]一种地下管道智能检测机器人及智能检测方法

说明书

本发明公开了一种地下管道智能检测机器人及智能检测方法，智能检测机器人包括移动机器人本体、若干传感器；本发明首先标定传感器之间以及传感器与移动机器人本体之间的相对位置和姿态信息；然后移动机器人本体在管道空间自主移动，传感器实时获取数据；计算确定移动机器人本体在数据采集移动过程中的精确位置；根据移动机器人本体的位置和传感器的相对位置和姿态信息，计算传感器数据空间位置，并配准融合不同传感器数据，得到融合的管道空间多源空间数据；最后从融合的多源传感器数据中智能识别提取管道的几何形状和属性现状信息，并为这些信息标注空间位置；本发明实现了地下管道现状检测数据采集自动化和管道现状信息识别和提取过程的智能化。

技术领域

本发明属于特种测绘技术装备领域，涉及一种地下管道智能检测机器人及智能检测方法，具体涉及一种利用北斗GNSS卫星定位、惯性导航与环境感知传感器集成的一体化管道智能检测机器人及智能检测方法。

背景技术

地下管道(如城市排水管网)是“城市静脉”，是城市安全稳定运行的基础，是智慧城市建设的重要内容,现代化的地下管道系统成为衡量一个城市基础设施完善程度和城市管理水平的重要标志之一。管道检测是实现对地下管道精细化管理和预防性修复的前提，对维护城市功能正常运转，确保生命财产安全是十分必要的。比如污水和雨水管道承担着城市污水收集和雨水排除任务，其有效发挥功能是保障城市安全运行、保障生命财产安全的前提，因此，全国各大中城市都在大力建设“智慧水务”系统。

由于地下管道的不可见性，总是等到发生事故时才被人们重视，造成大量的经济损失，甚至给生命财产安全带来隐患。目前，普遍公认的解决办法是在地下管道建设竣工和使用阶段应定期对管道现状进行测绘，对潜在的结构性和功能性损坏进行检测并及时修复。对管道现状进行测绘检测是进行精细化管理和预防性修复的前提。为此，2014年国务院办公厅出台《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》中明确要求“普查管线的规模大小、位置关系、功能属性”等。由于管道环境的特殊性复杂性，人员难以直接到达，常规测绘方法难以实施。国内外对地下管道检测机器人了较多研发，如特瑞升、雷迪世纪和中仪物联等公司的管道机器人代表了目前国内外产业界的最高水平。但从管道检测服务行业来看，现有管道检测技术和装备有两大缺陷，不能满足：

1)智能化程度较低，主要靠人眼判读数据(如CCTV视频(闭路电视监控系统Closed-Circuit Television))，管道检测耗时耗力，需要较长时间暂停管道使用，甚至需要开挖路面；

2)在管道内缺乏全球地理坐标系框架下的精密参考位置，无法对检测数据进行空间定位，不能与“智慧城市”其他系统或专题GIS系统自动融合，降低了数据的有效利用和系统整体效能发挥(如对决策的支持效率和自动化程度)。

现代“智慧城市”亟须新的地下管道智能检测方法和装备，达到高效率的数据采集和智能化的管道现状检测，以最大程度保障城市功能的正常运转。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型自动化、智能化地下管道智能检测方法和管道检测机器人及智能检测方法。

本发明的智能检测机器人所采用的技术方案是：一种地下管道智能检测机器人，其特征在于：包括移动机器人本体、若干传感器；

所述移动机器人本体，用于在地下管道空间自主移动；

所述若干传感器，分别用于所述移动机器人本体在地下管道空间内外移动时进行自主定位、用于采集高精度融合测绘数据，并为这些数据提供地理空间位置参考；所述高精度融合测绘数据包括采集管道空间内图像、三维激光点云、深度图像；

所述若干传感器固定设置在所述移动机器人本体上，并通过导线一一与所述移动机器人本体中设置的中央处理器连接，所述传感器采集的信息通过所述移动机器人本体中设置的通讯模块传输到外部数据处理中心进行数据处理。

本发明的智能检测方法所采用的技术方案是：一种地下管道智能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：