[发明专利]一种电缆沟自动巡检装置及巡检方法

说明书

一种电缆沟自动巡检装置，包括四足机器人，四足机器人配套有控制系统以及温湿度检测传感器、可燃气体检测传感器、激光雷达、深度相机、自动导航模块、无线通信模块、上位机、局放检测传感器、红外热像仪；一种电缆沟自动巡检装置的巡检方法如下，对电缆沟巡检前，将基于激光雷达和深度相机采集到的数据融合所构建的地图数据，输送到控制系统的自动导航模块中的建图节点，然后基于控制系统具体的全局地图路径规划算法进行全局路径的规划，再将地图数据用Gmapping‑SLAM算法进行构图，构建完图之后且在避障和路径规划及路径更新功能作用下，控制系统就可对四足机器人自主导航时进行自主路径规划。本发明能提高巡检效果，并降低了机器人碰撞其他物件损坏几率。

技术领域

本发明涉及电缆沟使用应用的巡检技术领域，特别是一种电缆沟自动巡检装置及巡检方法。

背景技术

电缆是电能传送和信息传输的重要载体，电缆若出现故障，会对人们工作、生活及工业生产等带来巨大的损失。目前的电线电缆大都采用地下管路或电缆沟道等形式布设。为了保证线路长时间的正常工作，需要对其内部进行定期巡检。现有技术，对于电缆沟的巡检大部分还是由人工完成。人工巡检有很多的不便，例如电力电缆电缆沟内空间小、设备数量多、分布点多、总里程长，造成了监控信息量大、监控距离长、巡检周期短等缺点，同时具有易积水、易产生有害气体、空气不易流通、高电压、高辐射等问题，使得人工巡检工作变得异常艰难，迫切需求电缆隧道巡检机器人来替代人工巡检。但是目前自动化巡检机器人正处于发展阶段，技术相对不成熟，因此电缆沟巡检还是以人工巡检为主。

目前，电缆沟的自动化巡检中，一般采用轮式巡检机器人和履带式巡检机器人，但均具有局限性。其中，轮式巡检仅能覆盖少量场景，限于平坦地面使用，以读表测温拍照为主，因此存在主动识别判断能力不足的问题。履带式巡检机器人速度相对缓慢、运动噪声较大、体形大，同样可覆盖的巡检点位受限，且由于自重较重，运输不方便；并由于无自主恢复能力，如翻倒或其他，只能等待人工救援，因此应用也存在局限。四足机器人环境通过性较强，具有较好的越障性和地形适应性，不需要改造，实施快捷方便，体形适合，可基本覆盖所有电缆沟巡检点位，且由于有自主恢复能力，翻倒情况下自主爬起，并支持全地形运动，因此在电缆沟巡检中得到了应用。实际上，任何一种机器人(包括四足机器人)对于电缆沟等区域巡检，其控制软件需要结合自身传感器克服室内的复杂环境，为软件自身进行地图构建，并控制机器人对电缆沟进行巡检；自主移动机器人在环境中自主行走的前提是自身控制软件通过传感器对环境进行感知、进而控制自主移动机器人的巡检路径模式(也就是相应的导航技术控制自主移动机器人的巡检路径模式)。现有技术中，四足机器人采用的导航技术主要有视觉导航、传感器导航、视觉及惯性导航。其中，视觉导航通过感知环境图像特征，由多视图几何原理计算导航参数，虽然信息丰富，利用率高，但存在计算量较大且会受到光照影响的缺点；视觉和惯性导航通过惯性传感器获取数据，四足机器人实时计算姿态角和位移，初始精度高，易融合，但精度会随累积误差而下降；传感器导航指使用红外、超声、激光等被动传感器，通过其发射光线与环境作用后产生数据，精度较高，但易受到周围环境的影响。综上，提供一种基于四足机器人对电缆沟进行巡检，且能克服上述诸多导航技术存在缺点的装置及方法显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有四足机器人应用于电缆沟巡检，由于技术熟所限存在如背景所述弊端，本发明提供了在相关计算流程及传感器等共同作用，四足机器人通过自身头部携带的360°激光雷达和机器人头部、尾部、侧身携带的深度相机等传感器，将获取的数据基于SLAM建立三维环境模型，通过激光SLAM技术，控制系统软件能构建室内和室外3D环境图，进行实时自主定位，自主规划到达目标的最短路径，自主识别静态和动态障碍物，并回避障碍物，实现对周围环境及障碍物的实时检测，进而能有效完成巡检工作的一种电缆沟自动巡检装置及巡检方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：