管道检测机器人自动导航方法、系统、存储介质及机器人与流程

1.本申请涉及探测的技术领域，尤其是涉及一种管道检测机器人自动导航方法、系统、存储介质及机器人。


背景技术：

2.管道检测机器人一种特种机器人，常用于人体无法进入的狭小管道空间进行作业，在人无法适应的恶劣环境以及有毒环境中进行危险工作。管道爬行机器人可替代人类在恶劣的环境中对管道进行检测以及修复等，管道爬行机器人可以在管道内部沿着管道内壁行走，同时管道爬行机器人可以携带一种多种传感器以及操作工具，工作人员在管道外部通过控制可以操纵管道爬行机器人进行一系列的管道检测、修复等多种作业。
3.相关技术中，管道检测机器人在管道内工作时，通常是通过管道检测机器人的轮子的转动圈数计算管道检测机器人的行进距离，一旦轮子与管道发生相对滑动，则会导致管道检测机器人的行进距离不准确，尚有改进的空间。


技术实现要素：

4.本申请目的一是提供一种管道检测机器人自动导航方法、系统、存储介质及机器人，具有使得管道检测机器人的行进距离测量更加准确的特点。
5.本申请的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种管道检测机器人自动导航方法，包括：获取检测机器人初始位置处管道内的起点芯片信息；获取检测机器人当前位置处管道内的当前位置信息；根据所述起点芯片信息以及当前位置信息得出检测机器人于管道内的行进距离。
6.可选的，所述当前位置信息为检测机器人当前位置处管道内的当前芯片信息；根据所述起点芯片信息以及所述当前芯片信息得出检测机器人于管道内的行进距离。
7.可选的，所述当前位置信息为检测机器人当前位置与上一芯片处的中间距离；获取检测机器人于管道内读取的上一芯片信息；获取检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的转动圈数；根据检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的所述转动圈数得出检测机器人从上一芯片处至当前位置的中间距离；根据所述上一芯片信息、所述起点芯片信息与所述中间距离得出检测机器人于管道内的行进距离。
8.可选的，还包括：获取相邻时间点检测机器人拍摄的第一图像和第二图像；判断所述第一图像与所述第二图像是否相同；如果是，则根据所述第一图像与所述第二图像得出检测机器人的停顿时间，否则，
返回获取相邻时间点检测机器人拍摄的第一图像和第二图像的步骤；根据所述转动圈数以及检测机器人的所述停顿时间得出检测机器人从上一芯片处至当前位置的中间距离。
9.可选的，若所述第一图像与所述第二图像相同，则将所述第一图像与存储于数据库内的弯管接头图像比对；若所述第一图像与所述弯管接头图像匹配，则控制检测机器人拐弯；若所述第一图像与所述弯管接头图像不匹配，则发出障碍物警示信息并标记。
10.可选的，还包括：获取检测机器人后侧预设的测距轮从上一芯片处至当前位置处的测距圈数；根据所述测距轮的测距圈数得出检测机器人从上一芯片处至当前位置的修正行进距离；根据所述修正行进距离与所述行进距离得出最终行进距离。
11.本申请目的二是提供一种管道检测机器人自动导航系统，具有使得管道检测机器人的行进距离测量更加准确的特点。
12.本申请的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种管道检测机器人自动导航系统，包括，芯片读取模块，用于读取管道内的起点芯片信息；当前位置信息获取模块，用于获取检测机器人于管道内的当前位置信息；以及，计算模块，用于根据所述起点芯片信息与所述当前位置信息得出检测机器人于管道内的行进距离。
13.本申请目的三是提供一种计算机存储介质，能够存储相应的程序，具有便于实现存储管道检测机器人自动导航方法的特点。
14.本申请的上述申请目的三是通过以下技术方案得以实现的：一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如上任一种方法的计算机程序。
15.本申请目的四是提供一种管道检测机器人。
16.本申请的上述申请目的四是通过以下技术方案得以实现的：一种管道检测机器人，包括存储器、处理器以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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述方法的步骤。
17.综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：通过在管道内预设芯片，检测机器人于管道内行走时可读取相应位置的芯片获取芯片信息，根据芯片的信息即可得出检测机器人于管道内的行进距离，使得管道检测机器人的行进距离测量更加准确。
附图说明
18.图1是本申请实施例1的一种管道检测机器人自动导航方法的流程示意图。
19.图2是本申请实施例1的管道连接示意图。
20.图3是本申请实施例1的一种管道检测机器人自动导航系统的流程示意图。
21.图4是本申请实施例2的一种管道检测机器人自动导航方法的流程示意图。
22.图5是本申请实施例3的一种管道检测机器人自动导航方法的流程示意图。
23.图6是本申请实施例3的根据第一图像与第二图像判断障碍物的流程示意图。
24.图中，1、竖管；2、横管。
具体实施方式
25.以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
26.本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
27.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
28.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
29.实施例1：下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
30.本申请实施例提供一种管道检测机器人自动导航方法，所述方法的主要流程描述如下。
31.如图1所示：步骤101：获取检测机器人初始位置处管道内的起点芯片信息。
32.其中，如图2所示，管道一般包括至少一根竖管1和至少一根横管2，横管2埋设于地下，竖管1的一端与横管2连接且互相连通，竖管1的另一端延伸至地面，横管2的管壁内安装有多个芯片，芯片沿横管2的长度方向均匀设置，相邻芯片之间的距离为一恒定值，每个芯片具有一个属于自己的编码，芯片的编码沿横管2的长度方向呈递增或递减设置。竖管1与横管2连接时，竖管1与横管2的连接处对应一个芯片；检测机器人使用时需要通过竖管1放入横管2内，检测机器人放入横管2内的初始位置的芯片即为起点芯片，起点芯片信息为起点芯片的编码。检测机器人放入横管2之后，检测机器人与起点芯片交互，读取起点芯片的编码。
33.步骤102：获取检测机器人当前位置处管道内的当前位置信息。
34.其中，本实施例中，检测机器人当前位置处管道内的当前位置信息为检测机器人当前位置处管道内的当前芯片信息，当前芯片信息即检测机器人当前位置所对应的芯片的编码。
35.步骤103：根据所述起点芯片信息以及当前位置信息得出检测机器人于管道内的行进距离。
36.其中，起点芯片的编码与当前芯片的编码的差值的绝对值再乘以相邻芯片之间的恒定值即为检测机器人于管道内的行进距离。假设起点芯片的编码为005，当前芯片的编码
为010，相邻芯片的间距为h，检测机器人于管道内的行进距离为s，则：s=（005,010）
×
h。
37.基于同一发明构思，如图3，本实施例还提供一种管道检测机器人自动导航系统，包括芯片读取模块、当前位置信息获取模块和计算模块。
38.芯片读取模块，用于读取管道内的起点芯片信息。
39.当前位置信息获取模块，用于获取检测机器人于管道内的当前位置信息。
40.计算模块，用于根据起点芯片信息与检测机器人当前位置处管道内的当前芯片信息得出检测机器人于管道内的行进距离。
41.基于同一发明构思，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上任一种方法的计算机程序。
42.基于同一发明构思，本实施例还提供一种管道检测机器人，包括存储器、处理器以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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项方法的步骤。
43.实施例2：本申请实施例中，当前位置信息为检测机器人当前位置与上一芯片处的中间距离。
44.本申请实施例提供一种管道检测机器人自动导航方法，所述方法的主要流程描述如下。
45.如图4所示：步骤201：获取检测机器人初始位置处管道内的起点芯片信息。
46.其中，检测机器人放入横管2内的初始位置的芯片即为起点芯片，起点芯片信息为起点芯片的编码。检测机器人放入横管2之后，检测机器人与起点芯片交互，读取起点芯片的编码。
47.步骤202：获取检测机器人于管道内读取的上一芯片信息。
48.其中，检测机器人于管道内行走时每经过一个芯片都会读取该芯片的信息，即该芯片的编码，并将该芯片的编码存储于数据库中。上一芯片信息是指检测机器人于管道内最近读取的芯片的编码。
49.步骤203：获取检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的转动圈数。
50.其中，检测机器人的行进轮上安装有角位移传感器，角位移传感器用于检测检测机器人测出检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的转动圈数。
51.步骤204：根据检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的所述转动圈数得出检测机器人从上一芯片处至当前位置的中间距离。
52.其中，行进轮的圈数与检测机器人的行进距离呈正比，通过检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的转动圈数即可计算出检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的距离，即为中间距离。
53.步骤205：根据所述上一芯片信息、所述起点芯片信息与所述中间距离得出检测机器人于管道内的行进距离。
54.其中，通过起点芯片信息与上一芯片信息可以得到从起点芯片处至上一芯片处的距离。假设，起点芯片的编码为005，当前芯片的编码为012，相邻芯片的间距为h，检测机器
人于管道内从起点芯片至上一芯片的前进距离为s，则：s=（005,012）
×
h。
55.检测机器人于管道内从起点芯片至上一芯片的前进距离加上中间距离即得到检测机器人于管道内的行进距离。
56.在一个实施例中，当前位置信息获取模块包括行进轮圈数检测子模块，行进轮圈数检测子模块用于测量获取检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的转动圈数。
57.基于同一发明构思，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上任一种方法的计算机程序。
58.基于同一发明构思，本实施例还提供一种管道检测机器人，包括存储器、处理器以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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项方法的步骤。
59.实施例3：本申请实施例中，当前位置信息为检测机器人当前位置与上一芯片处的中间距离。
60.本申请实施例提供一种管道检测机器人自动导航方法，所述方法的主要流程描述如下。
61.如图5所示：步骤301：获取检测机器人初始位置处管道内的起点芯片信息。
62.其中，检测机器人放入横管2内的初始位置的芯片即为起点芯片，起点芯片信息为起点芯片的编码。检测机器人放入横管2之后，检测机器人与起点芯片交互，读取起点芯片的编码。
63.步骤302：获取检测机器人于管道内读取的上一芯片信息。
64.其中，检测机器人于管道内行走时每经过一个芯片都会读取该芯片的信息，即该芯片的编码，并将该芯片的编码存储于数据库中。上一芯片信息是指检测机器人于管道内最近读取的芯片的编码。
65.步骤303：获取检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的转动圈数。
66.其中，检测机器人的行进轮上安装有角位移传感器，角位移传感器用于检测检测机器人测出检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的转动圈数。
67.步骤304：获取相邻时间点检测机器人拍摄的第一图像和第二图像。
68.其中，通过检测机器人上的摄像头或图像传感器获取检测机器人行进过程中的图像，定义相邻时间点的图像分别为第一图像和第二图像，相邻时间点可以为相邻两秒，也可以为相邻两分钟，可以根据实际需要进行设置，本实施例中相邻时间点为相邻两秒。
69.步骤305：判断所述第一图像与所述第二图像是否相同。
70.其中，将第一图像与第二图像进行比对，判断第一图像与第二图像的相似度，第一图像与第二图像的相似度大于设定值即可第一图像与第二图像相同，否则，第一图像与第二图像不同。
71.步骤306：如果是，则根据所述第一图像与所述第二图像得出检测机器人的停顿时间，否则，返回获取相邻时间点检测机器人拍摄的第一图像和第二图像的步骤。
72.其中，若第一图像与第二图像相同，即说明检测机器人在相邻两时间点并未行进，
若一个相邻两时间点的第一图像与第二图像相同，则检测机器人的停顿时间为一秒，若两个相邻两时间点的第一图像与第二图像相同，则检测机器人的停顿时间为两秒；若第一图像与第二图像不相同，即说明检测机器人在相邻两时间点在继续行进，返回获取相邻时间点检测机器人拍摄的第一图像和第二图像的步骤。
73.步骤307：根据所述转动圈数以及检测机器人的所述停顿时间得出检测机器人从上一芯片处至当前位置的中间距离。
74.其中，检测机器人于管道内行走时行进轮的转速为一定值，则检测机器人的转动圈数减去其于停顿时间内转动圈数之后再乘以转速即为检测机器人从上一芯片处至当前位置的中间距离；通过停顿时间对检测机器人从上一芯片处至当前位置的中间距离进行校准，提高了中间距离的准确性。具体地，假设检测机器人从上一芯片处至当前位置的转动圈数为n，检测机器人于管道内行走时行进轮的转速为n，检测机器人从上一芯片处至当前位置的停顿时间为t，检测机器人于管道内行走时行进轮转动一圈检测机器人的前进距离为s，中间距离为s，则：s=（n
‑
n
×
t）
×
s。
75.步骤308：根据所述上一芯片信息、所述起点芯片信息与所述中间距离得出检测机器人于管道内的行进距离。
76.其中，通过起点芯片信息与上一芯片信息可以得到从起点芯片处至上一芯片处的距离。假设，起点芯片的编码为005，当前芯片的编码为012，相邻芯片的间距为h，检测机器人于管道内从起点芯片至上一芯片的前进距离为s，则：s=（005,012）
×
h。
77.检测机器人于管道内从起点芯片至上一芯片的前进距离加上中间距离即得到检测机器人于管道内的行进距离。
78.步骤309：获取检测机器人后侧预设的测距轮从上一芯片处至当前位置处的测距圈数。
79.其中，检测机器人的后侧预设有测距轮，测距轮上安装有角位移传感器，通过角位移传感器即可测出测距轮从上一芯片处至当前位置处的转动圈数，即为测距圈数。
80.步骤310：根据所述测距轮的测距圈数得出检测机器人从上一芯片处至当前位置的修正行进距离。
81.其中，测距圈数乘以测距轮行走一圈检测机器人前进的距离得出检测机器人从上一芯片处至当前位置的前进距离，即为修正行进距离。
82.步骤311：根据所述修正行进距离与所述行进距离得出最终行进距离。
83.其中，将行进距离与修正行进距离求平均即为最终行进距离，通过求平均使得测得的检测机器人于管道内行进距离更加精确。
84.步骤401：若所述第一图像与所述第二图像相同，则将所述第一图像与存储于数据库内的弯管接头图像比对。
85.其中，若第一图像与第二图像相同，则说明检测机器人停止不前，可能是碰到了障碍物，也可能是走到了管道的接头处需要拐弯，即将第一图像与存储于数据库内的弯管接头图像比对，以判断是上述的哪种情况。
86.步骤402：若所述第一图像与所述弯管接头图像匹配，则控制检测机器人拐弯。
87.其中，若第一图像与所述弯管接头图像匹配，则说明检测机器人走到了管道的接头处需要拐弯，即控制检测机器人拐弯。
88.步骤403：若所述第一图像与所述弯管接头图像不匹配，则发出障碍物警示信息并标记。
89.其中，若第一图像与所述弯管接头图像不匹配，则说明检测机器人碰到了障碍物，即向工作人员发出障碍物警示信息并于管道地图中进行标记，以方便根据该标记清理障碍物，障碍物警示信息可以为语音、灯光、警报中的一种及以上。
90.在一个实施例中，当前位置信息获取模块包括行进轮圈数检测子模块、图像获取子模块和停顿时间获取子模块。
91.行进轮圈数检测子模块用于测量获取检测机器人的行进轮从上一芯片处至当前位置的转动圈数。图像获取子模块用于获取检测机器人行进过程中管道内部的图像。停顿时间获取子模块用于根据检测机器人行进过程中相邻时间点的第一图像与第二图像获取检测机器人的停顿时间。
92.基于同一发明构思，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上任一种方法的计算机程序。
93.基于同一发明构思，本实施例还提供一种管道检测机器人，包括存储器、处理器以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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项方法的步骤。
94.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
95.在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
96.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
97.另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
98.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式
体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
99.以上所述，以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。