机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法、设备、介质及产品

本申请涉及工程检测，尤其涉及一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法、设备、介质及产品。

背景技术：

1、随着轨道交通运输行业的发展，隧道工程不断增加，由于地形、地质、气候条件以及设计、施工过程中各种因素的影响，隧道在建设过程乃至建成后期的使用过程中会出现不同程度的病害，需要在不同阶段对隧道进行检测以预防病害的影响。

2、但现有的隧道隐蔽病害检测方法通常通过人工控制机械臂的方式将检测雷达举升到隧道表面完成隧道检测，在隧道内包含接触网、电线等复杂的线路或结构的情况下，需要反复调整机械臂的姿态进行检测，影响隧道检测效率。

3、上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法、设备、介质及产品，旨在解决现有隧道隐蔽病害检测方法检测效率低的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提出一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法，所述方法应用于隧道检测平台，所述隧道检测平台配置有机械臂，包括：

3、获取待检测隧道的隧道参数；

4、根据所述隧道参数进行分析及路径规划，得到所述机械臂的移动路径；

5、基于所述移动路径控制所述机械臂移动，并通过所述机械臂的检测传感器对所述待检测隧道进行检测，得到隧道检测结果。

6、在一实施例中，所述根据所述隧道参数进行分析及路径规划，得到所述机械臂的移动路径的步骤包括：

7、根据所述隧道参数，确定所述机械臂的目标检测位置及姿态；

8、基于所述机械臂的目标检测位置及姿态，根据所述隧道参数进行路径规划，得到所述机械臂的移动路径。

9、在一实施例中，所述机械臂包括伸缩旋转结构和弧形臂，所述弧形臂通过回转支撑结构可转动连接于所述伸缩旋转结构上，所述检测传感器置于所述弧形臂上，

10、所述根据所述隧道参数，确定所述机械臂的目标检测位置及姿态的步骤，包括：

11、根据所述隧道参数，确定所述回转支撑结构的检测位置；

12、基于所述回转支撑结构的检测位置进行计算，得到所述伸缩旋转结构的伸缩旋转参数；

13、根据所述伸缩旋转结构的伸缩旋转参数，确定所述机械臂的目标检测位置及姿态。

14、在一实施例中，所述基于所述回转支撑结构的检测位置进行计算，得到所述伸缩旋转结构的伸缩旋转参数的步骤，包括：

15、将所述回转支撑结构的检测位置设为末端执行器的目标位置，以及将所述伸缩旋转结构的部件参数设为限制条件，基于所述末端执行器的目标位置和所述限制条件，构建运动学计算模型；

16、对所述运动学计算模型进行求解，得到所述伸缩旋转结构的伸缩旋转参数。

17、在一实施例中，所述隧道参数包括隧道半径、轨道位置和障碍物位置中的一种或多种，所述检测传感器包括测距传感器、雷达传感器和相机中的一种或多种，所述伸缩旋转结构包括至少一个伸缩连杆结构和至少一个旋转关节结构，所述伸缩连杆结构之间通过所述旋转关节结构连接，所述伸缩旋转参数包括伸缩长度和旋转角度中的一种或多种。

18、在一实施例中，所述基于所述移动路径控制所述机械臂移动的步骤之前，还包括：

19、根据所述移动路径，通过预先构建的碰撞检测模型进行碰撞检测，得到碰撞检测结果，所述碰撞检测模型基于所述机械臂的目标检测位置及姿态和所述隧道参数构建得到；

20、若所述碰撞检测结果为存在碰撞风险，则根据所述碰撞检测结果和所述隧道参数，对所述移动路径进行路径重规划，得到重规划后的移动路径，以基于所述重规划后的移动路径控制所述机械臂移动。

21、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测装置，所述机械臂控制的隧道隐蔽病害检测装置配置有机械臂，包括：

22、获取模块，用于获取待检测隧道的隧道参数；

23、规划模块，用于根据所述隧道参数进行分析及路径规划，得到所述机械臂的移动路径；

24、检测模块，用于基于所述移动路径控制所述机械臂移动，并通过所述机械臂的检测传感器对所述待检测隧道进行检测，得到隧道检测结果。

25、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上文所述机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法的步骤。

26、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法的步骤。

27、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法的步骤。

28、本申请提供了一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法，本申请首先通过获取隧道参数和环境识别，为路径规划提供准确的基础数据；然后利用隧道参数进行分析及路径规划，得到机械臂在隧道中的移动路径，以确保机械臂在隧道内安全、高效地移动；最后，通过控制机械臂移动和检测传感器数据采集，实现对隧道内壁的全面检测，得到隧道检测结果，以获取隧道的健康状况，为维护和修复提供依据。实现了自动化控制的隧道检测，解决了现有隧道隐蔽病害检测方法检测效率低的问题，提高了隧道检测的检测效率和安全性。

技术特征：

1.一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法，其特征在于，所述方法应用于隧道检测平台，所述隧道检测平台配置有机械臂，包括：

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述隧道参数进行分析及路径规划，得到所述机械臂的移动路径的步骤包括：

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述机械臂包括伸缩旋转结构和弧形臂，所述弧形臂通过回转支撑结构可转动连接于所述伸缩旋转结构上，所述检测传感器置于所述弧形臂上，

4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述基于所述回转支撑结构的检测位置进行计算，得到所述伸缩旋转结构的伸缩旋转参数的步骤，包括：

5.如权利要求3至4中任一项所述方法，其特征在于，所述隧道参数包括隧道半径、轨道位置和障碍物位置中的一种或多种，所述检测传感器包括测距传感器、雷达传感器和相机中的一种或多种，所述伸缩旋转结构包括至少一个伸缩连杆结构和至少一个旋转关节结构，所述伸缩连杆结构之间通过所述旋转关节结构连接，所述伸缩旋转参数包括伸缩长度和旋转角度中的一种或多种。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述移动路径控制所述机械臂移动的步骤之前，还包括：

7.一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法的步骤。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法的步骤。

9.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法、设备、介质及产品，涉及工程检测技术领域，所述机械臂控制的隧道隐蔽病害检测方法应用于隧道检测平台，所述隧道检测平台配置有机械臂，包括：获取待检测隧道的隧道参数；根据所述隧道参数进行分析及路径规划，得到所述机械臂的移动路径；基于所述移动路径控制所述机械臂移动，并通过所述机械臂的检测传感器对所述待检测隧道进行检测，得到隧道检测结果。本申请实现了自动化机械臂控制的隧道隐蔽病害检测，解决了现有隧道隐蔽病害检测方法检测效率低的问题，提高了隧道检测的检测效率和安全性。

技术研发人员：张连振,张书林,赵杨平,雷鹏,杜彦良,李振华,王俊芳,凌斌,任伟新,刘小毅,朱家松,黄誉发,杜博文,李峰,徐飞
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6