[发明专利]一种隧道结构全自动智能巡检机器人及巡检方法

说明书

本发明涉及一种隧道结构全自动智能巡检机器人及巡检方法。主要解决现有巡检装备对人员技能要求高、检测不智能等技术问题。巡检机器人由检测系统、承载运动平台和工务运维管理平台三大部分组成，检测系统安装在承载运动平台上，承载运动平台和检测系统由工务运维管理平台连接控制，工务运维管理平台通过无线网络与承载运动平台和检测系统进行双向无线通信。巡检机器人依据工务运维管理平台指令自主完成隧道巡检任务。

技术领域

本发明涉及一种隧道结构巡检机器人及巡检方法，特别是公开一种隧道结构全自动智能巡检的机器人及巡检方法，应用于隧道结构检测领域。

背景技术

随着国内交通行业的快速发展，隧道的运营规模越来越大。隧道在建设、营运过程中，受地面、周边建筑物负载及土体扰动、隧道周边工程施工、列车运行振动等影响，隧道结构裂缝、渗漏水、剥落剥离等病害时有发生，影响隧道的运营安全。隧道覆盖范围广、线路长，检测时间受限，人工巡检任务繁重，人员成本高。

基于机器设备的隧道结构快速检测近年来引起了国内外的广泛关注。瑞士安伯格（Amberg）公司GRP系列隧道动态扫描系统，检测时速不超0.7km/h，须通过全站仪对测量小车进行定位牵引，且后期数据处理时间较长，作业效率有待提高；徕卡（Leica）公司SiTrackone通过内置集成超高精度激光DMI、IMU惯导系统以实现连续移动检测，最高检测时速2.8km/h，里程定位长距离累计误差大，数据处理复杂；德国SPACETEC公司开发了SPACETECTS2隧道快速扫描检测系统，利用激光和红外线，对隧道的变形、衬砌开裂、渗漏水、露筋、掉块进行非接触无损检测，检测时速小于5km/h；上海圭目机器人有限公司研制的轨道设施检测机器人搭载视觉、电磁波、声波等模块化检测系统对轨道设施相关结构进行全线路检测，最大运行速度20km/h；陕西海嵘工程科技集团研制的铁路公路隧道智能检测车，是自带动力的铁路、公路两用车，采用面阵CCD相机采集图像，利用图像数据分析软件对表观病害进行识别和处理。

随着机器视觉、运动控制等技术的不断发展，出现了不少隧道结构智能巡检的技术与方法。专利CN202010080997.1公开了基于机器视觉的隧道结构智能识别系统和方法，通过运行模块、物联传感模块、智能处理模块实现数据采集、分析等功能，结合区块链网络处理分析数据的方式，提升监测效率；专利CN202011384430.X公开了一种基于多维传感的公路隧道智能化巡检机器人系统，用于设备状态、隧道环境、交通状况等数据的采集与分析，用于公路隧道故障情况、隧道环境异常情况、交通事故情况的监控；专利CN201811371713.3公开了一种隧道巡检机器人，安装于隧道内侧壁，包括云台、激光扫描仪和可见光摄像机，能够通过携带的检测组件对隧道结构外形、线缆外观等进行检测。目前已有的隧道结构检测车多为人工驾驶，智能化程度低，数据在后台进行分析处理；而常见的巡检机器人，多为挂轨式，需要铺设线路，检测项目少。

综上，迫切需要一种无人驾驶、前端计算、安全高效的隧道结构全自动智能巡检机器人。

发明内容

本发明的目的设计一种隧道结构全自动智能巡检机器人及巡检方法，主要解决现有巡检装备操作复杂、对人员技能要求较高、检测不智能、作业效率低等技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种隧道结构全自动智能巡检机器人，由检测系统、承载运动平台和工务运维管理平台三大部分组成；检测系统安装在承载运动平台上，承载运动平台和检测系统由工务运维管理平台连接控制，工务运维管理平台通过无线网络与承载运动平台和检测系统进行双向无线通信。