一种隧道水位检测方法、检测机器人及系统技术方案

本公开提供了一种隧道水位检测方法、检测机器人及系统，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有积水检测装置，所述积水检测装置包括超声测距传感器、激光扫描仪和控制器，激光扫描仪，用于测量被测物体表面的反光度；超声波测距传感器，用于测量机器人本体距离地面的距离值；控制器，接收反光度和距离值，被配置为比较所述反光度和设定阈值，根据所述距离值计算对应检测点水位高度，并比较水位高度和预定阈值，在反光度超过设定阈值，且水位高度超过预定阈值时，进行水位报警。进行水位报警。进行水位报警。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道水位检测方法、检测机器人及系统


[0001]本公开属于隧道检测
，具体涉及一种隧道水位检测方法、检测机器人及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]现有的隧道内积水检测，常用的方法是在隧道内部容易积水区域，部署水位探测装置。这种方法能够解决部分积水检测问题。但存在两方面不足，一是当出现积水时，装置本身要部分甚至全部浸泡在水中，一些老旧设备，防水性能下降，容易损坏；另一方面，由于检测点只部署在容易积水的区域，检测效果有限，无法对隧道内部整体积水情况做出评估。
[0004]据专利技术人了解，现有技术中有不同的解决方案，但都存在一定的问题。如中国专利技术专利CN 108507636 A公开了一种通道积水情况检测方法、巡检装置及水位检测设备，该专利通过获取积水检测区域的图像数据，根据预设的积水检测图像处理算法以及积水检测区域的图像数据，确定积水检测区域的水位信息。该方法采用图像数据检测积水的方法，避免了检测设备与水面产生直接接触，可靠性较好。但由于隧道内积水多数为渗水，凝水，水质清澈，外加隧道内照明条件有限，这就导致该水位检测方法可能存在图像清晰度不足，识别率不高的问题。另外，所述的装置覆盖范围有限。要做到隧道区域全覆盖，需要部署多台设备，增加了使用成本。
[0005]中国专利技术专利CN 108593052 A公开了一种隧道安全水位检测技术。该方法采用激光测距仪和浮子相互配合，完成水位的精确测量。该方法采用浮子间接反馈水位状态，避免了激光和水面直接接触，准确性较高。中国专利技术专利CN 108507636 A，该方法也只能检测局部区域的积水情况，覆盖范围有限。

技术实现思路

[0006]本公开为了解决上述问题，提出了一种隧道水位检测方法、检测机器人及系统，本公开依托技术成熟的轨道式电力隧道检测机器人系统，通过在机器人本体上加装积水检测装置，采用超声测距传感器和激光扫描仪作为主要检测手段，将积水检测作为机器人例行巡检的一部分，实现隧道检测区域全覆盖。
[0007]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0008]一种隧道水位检测方法，包括以下步骤：
[0009]测量被测物体表面的反光度；
[0010]测量检测点的水位高度；
[0011]比较所述反光度和设定阈值，比较所述水位高度和预定阈值，在反光度超过设定阈值，且水位高度超过预定阈值时，进行水位报警。
[0012]作为可选择的实施方式，设置第一设定阈值和第二设定阈值，第一设定阈值大于
第二设定阈值，当反光度超过第一设定阈值，判断隧道内可能存在积水；如果反光度低于第二设定阈值，则认为隧道内无积水。
[0013]作为可选择的实施方式，获取隧道内水泥路面，油漆绝缘路面以及水面的表面反光度，并对不同路面的表面反光度进行标定，根据标定值设置所述第一设定阈值和第二设定阈值。
[0014]作为可选择的实施方式，在无积水时，利用机器人上设置传感器，测量各检测点距离传感器的距离，确定为初始距离值，获取巡视任务测量的距离值，根据两个距离值之差确定水位高度。
[0015]作为可选择的实施方式，所述预定阈值根据经验值、空气湿度和隧道内环境复杂程度进行设置。
[0016]一种隧道检测机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有积水检测装置，所述积水检测装置包括超声测距传感器、激光扫描仪和控制器，其中：
[0017]所述激光扫描仪，用于测量被测物体表面的反光度；
[0018]所述超声波测距传感器，用于测量机器人本体与被测物体之间的距离值；
[0019]所述控制器，接收上述的反光度和距离值，被配置为比较所述反光度和设定阈值，根据所述距离值计算对应检测点水位高度，并比较水位高度和预定阈值，在反光度超过设定阈值，且水位高度超过预定阈值时，进行水位报警。
[0020]作为可选择的实施方式，所述超声波测距传感器朝向地面安装。
[0021]作为可选择的实施方式，所述机器人为轨道式机器人，轨道设置于隧道顶部，所述超声波测距传感器垂直于轨道。
[0022]作为可选择的实施方式，所述控制器被配置为设置第一设定阈值和第二设定阈值，第一设定阈值大于第二设定阈值，当反光度超过第一设定阈值，判断隧道内可能存在积水；如果反光度低于第二设定阈值，则认为隧道内无积水。
[0023]作为可选择的实施方式，获取隧道内水泥路面，油漆绝缘路面以及水面的表面反光度，并对不同路面的表面反光度进行标定，根据标定值设置所述第一设定阈值和第二设定阈值。
[0024]作为可选择的实施方式，所述机器人在轨道安装完毕后运行，测量各检测点机器人到地面的距离值，确定为初始距离值，初始距离值与巡视任务中的获取的距离值之差确定积水深度。
[0025]一种隧道水位检测系统，包括多个机器人和中心服务器，所述机器人的各控制器与所述中心服务器通信。
[0026]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0027]本公开创新性提出了一种隧道非接触式水位检测方法，研制了相关机器人及系统，采用激光扫描仪测量被测物体反光度，消除异物干扰；通过超声波定点精确测距和阈值比较方法，实时测量隧道内积水深度，解决了隧道内积水探测中存在的积水探测率低的问题，有效探测隧道积水，降低了隧道内设备建设的投入成本，提高了隧道积水探测的准确性。
[0028]本公开创新性提出了一种隧道机器人分步式积水探测预警技术，通过将水位探测和机器人巡检过程有机结合，实时上报隧道水位，辅助完成隧道积水情况评估，有效解决了
隧道内积水探测存在的实时性弱、水位无法量化的问题，实现了隧道积水探测早期预警的有益效果，降低了系统漏报、误报风险，有效防范了隧道水患，防止了恶性事故的发生。
[0029]本公开充分利用机器人现有的检测平台，通过激光扫描仪和超声波测距的方法测量隧道内是否有积水，避免了检测设备和水直接接触，具备较好的可靠性；同时利用激光和超声两种原理的检测手段，降低了单一检测手段带来的误判风险，提高了积水检测的准确率。
附图说明
[0030]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
[0031]图1是本公开的机器人结构图；
[0032]图2是本公开的模块结构图；
[0033]图3是本公开的工作流程图；
[0034]其中：1、远程服务器，2、控制器，3、超声波测距传感器，4、激光扫描仪。
具体实施方式：
[0035]下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道水位检测方法，其特征是：包括以下步骤：测量被测物体表面的反光度；测量检测点的水位高度；比较所述反光度和设定阈值，比较所述水位高度和预定阈值，在反光度超过设定阈值，且水位高度超过预定阈值时，进行水位报警。2.如权利要求1所述的一种隧道水位检测方法，其特征是：设置第一设定阈值和第二设定阈值，第一设定阈值大于第二设定阈值，当反光度超过第一设定阈值，判断隧道内可能存在积水；如果反光度低于第二设定阈值，则认为隧道内无积水。3.如权利要求1所述的一种隧道水位检测方法，其特征是：获取隧道内水泥路面，油漆绝缘路面以及水面的表面反光度，并对不同路面的表面反光度进行标定，根据标定值设置所述第一设定阈值和第二设定阈值；或，所述预定阈值根据经验值、空气湿度和隧道内环境复杂程度进行设置。4.如权利要求1所述的一种隧道水位检测方法，其特征是：在无积水时，利用机器人上设置传感器，测量各检测点距离传感器的距离，确定为初始距离值，获取巡视任务测量的距离值，根据两个距离值之差确定水位高度。5.一种隧道检测机器人，其特征是：包括机器人本体，所述机器人本体上设置有积水检测装置，所述积水检测装置包括超声测距传感器、激光扫描仪和控制器，其中：所述激光扫描仪，用于测量被测物体表面的反光度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永生，李斌，李运厂，贾旭，杨波，孙晓斌，韩铠泽，李海东，刘维栋，蔺茹，
申请(专利权)人：国网智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：