本發(fā)明涉及地下管道智能檢測，具體是一種基于人工智能的地下管道智能檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、地下管道線路的健康直接關(guān)系到城市的正常運轉(zhuǎn)以及居民的日常生活，因此，對其進行例行檢查以防止缺陷累積而造成重大安全隱患和經(jīng)濟損失已經(jīng)成為了城市發(fā)展中的一個重要環(huán)節(jié)。隨著人工智能技術(shù)發(fā)展，業(yè)界對于地下管道的檢測逐漸由純?nèi)斯じ淖優(yōu)榘胫悄馨肴斯ぃ赐ㄟ^地下管道機器人深入地下管道，利用機器人本身配置的多線激光雷達(dá)形成地下管道內(nèi)部推掃式繪圖，將地下管道內(nèi)部的情況反饋至地面，再由人工根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)圖像進行判別。然而，在整個流程中，地下管道機器人的能耗問題一直難以解決，目前管道機器人的能源供應(yīng)方式主要有拖纜和無纜兩種方式。采用拖纜的方式，雖然能夠有效地解決電力供應(yīng)不足的問題，給管道機器人的安全運行帶來一定保障，但增加了管道機器人的負(fù)載，限制了管道機器人的最大行程范圍；采用無纜的方式，雖然減輕了負(fù)載約束，但能量密度低，供電情況隨著機器人深入逐步下降，尤其管道內(nèi)部錯綜復(fù)雜，各類轉(zhuǎn)角極多，通過彎道時，由于機器人與管壁的滑動摩擦造成大量能量損失，因此如何根據(jù)不同彎道的情況，實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)，降低滑動摩擦造成的能量損失，提高管道機器人在無纜情況下的能源續(xù)航，成為一個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于人工智能的地下管道智能檢測系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于人工智能的地下管道智能檢測方法，該方法包括以下步驟：

3、s1、構(gòu)建地下管道智能檢測平臺，連接地下管道機器人，形成地下管道機器人與檢測平臺之間的數(shù)據(jù)反饋交互；

4、s2、地下管道機器人在地下管道中實時掃描地下管道數(shù)據(jù)，根據(jù)地下管道智能檢測平臺傳輸?shù)臋z測路徑行進，獲取路徑上不同彎道的曲度信息和路徑進程，反饋至地下管道機器人控制平臺；

5、s3、地下管道機器人中配置有行進速度控制指令分析模塊，調(diào)用歷史行進數(shù)據(jù)，形成行進速度控制指令分析模型，輸出信號控制地下管道機器人在不同位置的行進速度；

6、s4、地下管道智能檢測平臺獲取地下管道機器人對地下管道的檢測反饋信息，傳輸至人工審查模塊進行二次人工檢測。

7、根據(jù)上述技術(shù)方案，還包括：

8、所述地下管道機器人通過中繼系統(tǒng)與地下管道智能檢測平臺之間實現(xiàn)無線雙向通信；

9、地下管道機器人控制平臺中配置有遠(yuǎn)程操控平臺，用于產(chǎn)生運動姿態(tài)命令，所述運動姿態(tài)命令包括前進、后退以及轉(zhuǎn)彎；

10、所述地下管道機器人還包括：激光測距儀，用于檢測地下管道機器人距離管道前方彎道處的距離；陀螺儀，用于檢測地下管道機器人的角速度；攝像頭，用于實時采集地下管道的視頻數(shù)據(jù)并上傳；

11、所述地下管道智能檢測平臺還發(fā)布有路徑地圖指令，系統(tǒng)優(yōu)先將需要檢測的地下管道路徑形成檢測路徑地圖，根據(jù)機器人的定位系統(tǒng)指引機器人按照檢測路徑行進，同時獲取路徑上的路徑進程，所述路徑進程指即將通過的彎道點與下一個彎道點之間的距離。

12、根據(jù)上述技術(shù)方案，在步驟s2-s3中，還包括：

13、所述歷史行進數(shù)據(jù)中包括彎道監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述彎道監(jiān)測數(shù)據(jù)包括彎道曲度信息數(shù)據(jù)、速度變換數(shù)據(jù)以及電量損耗數(shù)據(jù)；

14、所述彎道監(jiān)測數(shù)據(jù)時間點從即將通過的彎道點前l(fā)米處開始至下一個彎道點前l(fā)米處，l為系統(tǒng)設(shè)置的常數(shù)項；

15、所述電量損耗數(shù)據(jù)包括通過彎道的過程中的各類電量損耗，具體計算包括：

16、

17、其中，代表總電量損耗；指在即將通過的彎道點前減速帶來的電量損耗；指以當(dāng)前速度通過彎道帶來的電量損耗；指通過路徑進程帶來的電量損耗；若路徑進程小于等于l，保持彎道點速度進行路徑進程的行進，若路徑進程大于l，變更為彎道點前的速度進行路徑進程的行進；

18、設(shè)置地下管道機器人彎道前行進速度為，在彎道點前l(fā)米處，減速為，以速度通過彎道，基于路徑進程形成不同的總電量損耗，在路徑進程小于等于l時，總電量損耗為：

19、

20、其中，指速度減速至的電量損耗；指以速度通過彎道的電量損耗；指速度通過彎道的電量損耗；指路徑進程；指單位一；、分別指在速度、下行進，每單位一的損耗電量；

21、在路徑進程小于等于l時，總電量損耗為：

22、

23、其中，指速度加速至的電量損耗。

24、根據(jù)上述技術(shù)方案，還包括：

25、基于歷史行進數(shù)據(jù)中的速度變換數(shù)據(jù)，所述速度變換數(shù)據(jù)指在試驗場地不斷更換速度進行測試的數(shù)據(jù)，對任一速度，取n組單位一的電量損耗數(shù)據(jù)，取平均值作為在任一速度下行進，每單位一的損耗電量；

26、對任一彎道曲度，系統(tǒng)設(shè)定固定的匹配速度，取同一速度的n組不同電量損耗數(shù)據(jù)，取平均值作為在任一彎道曲度下該速度的電量損耗數(shù)據(jù)；

27、采用地下管道機器人從靜止?fàn)顟B(tài)勻加速或勻減速方式收錄電量消耗變化數(shù)據(jù)，取n組數(shù)據(jù)的平均值作為勻加速或勻減速過程中，速度每切換單位一的電量損耗數(shù)據(jù)；

28、在行進過程中，在彎道前進行計算總電量損耗，若總電量損耗大于0，則以原速度通過；若總電量損耗小于等于0，則以系統(tǒng)設(shè)定的固定的匹配速度通過；通過輸出信號控制地下管道機器人在不同位置的行進速度。

29、一種基于人工智能的地下管道智能檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：地下管道智能檢測模塊、地下管道機器人智能控制模塊、行進速度控制指令分析模塊以及人工審查模塊；

30、所述地下管道智能檢測模塊用于構(gòu)建地下管道智能檢測平臺，連接地下管道機器人，形成地下管道機器人與檢測平臺之間的數(shù)據(jù)反饋交互；所述地下管道機器人智能控制模塊用于控制地下管道機器人在地下管道中實時掃描地下管道數(shù)據(jù)，根據(jù)地下管道智能檢測平臺傳輸?shù)臋z測路徑行進，獲取路徑上不同彎道的曲度信息和路徑進程以及控制地下管道機器人在不同位置的行進速度；所述行進速度控制指令分析模塊用于調(diào)用歷史行進數(shù)據(jù)，形成行進速度控制指令分析模型，輸出信號至地下管道機器人智能控制模塊；所述人工審查模塊用于接收地下管道機器人對地下管道的檢測反饋信息，并進行二次人工檢測；

31、所述地下管道智能檢測模塊的輸出端與所述地下管道機器人智能控制模塊的輸入端相連接；所述地下管道機器人智能控制模塊與行進速度控制指令分析模塊相連接；所述行進速度控制指令分析模塊的輸出端與所述人工審查模塊的輸入端相連接。

32、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述地下管道智能檢測模塊包括檢測平臺構(gòu)建單元與數(shù)據(jù)反饋單元；

33、所述檢測平臺構(gòu)建單元用于構(gòu)建地下管道智能檢測平臺，連接地下管道機器人；所述數(shù)據(jù)反饋單元用于形成地下管道機器人與檢測平臺之間的數(shù)據(jù)反饋交互；

34、所述檢測平臺構(gòu)建單元的輸出端與所述數(shù)據(jù)反饋單元的輸入端相連接。

35、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述地下管道機器人智能控制模塊包括實時掃描單元與速度控制單元；

36、所述實時掃描單元用于控制地下管道機器人在地下管道中實時掃描地下管道數(shù)據(jù)；所述速度控制單元用于根據(jù)地下管道智能檢測平臺傳輸?shù)臋z測路徑行進，獲取路徑上不同彎道的曲度信息和路徑進程以及控制地下管道機器人在不同位置的行進速度；

37、所述實時掃描單元的輸出端與所述速度控制單元的輸入端相連接。

38、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述行進速度控制指令分析模塊包括指令分析單元與反饋控制單元；

39、所述指令分析單元用于調(diào)用歷史行進數(shù)據(jù)，形成行進速度控制指令分析模型；所述反饋控制單元用于形成輸出信號，反饋至地下管道機器人智能控制模塊；

40、所述指令分析單元的輸出端與所述反饋控制單元的輸入端相連接。

41、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述人工審查模塊包括檢測接收單元與人工檢測單元；

42、所述檢測接收單元用于接收地下管道機器人對地下管道的檢測反饋信息；所述人工檢測單元用于識別地下管道的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并反饋給管理員進行二次人工檢測；

43、所述檢測接收單元的輸出端與所述人工檢測單元的輸入端相連接。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠解決地下管道檢測過程中采用無纜機器人涉及的電力供應(yīng)問題，降低負(fù)載約束，在各類轉(zhuǎn)角降低機器人與管壁的滑動摩擦造成的能量損失，實現(xiàn)自適應(yīng)速度調(diào)節(jié)，提高能量利用率，延長機器人工作時間，提供工作效率。