一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法与流程

1.本发明涉及消防机器人技术领域，具体为一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法。


背景技术：

2.目前国内涉及危险气体巡检机器人的技术较为少见，2019年，安徽延达智能科技有限公司的发明专利申请“一种隔爆兼本安型危险气体巡检机器人(cn111086014a)”主要涉及到了巡检机器人的防爆结构设计，其中气体检测部分仅能实现检测有无危险气体的功能，目前该专利申请已被驳回，2020年，北京理工大学的发明专利“一种危险气体巡检机器人系统(cn112428280b)”采用红外成像的方式检测是否存在危险气体，该检测方法存在无法检测无明显红外特征的泄露气体的技术缺陷，2020年，南京所向信息科技发展有限公司的实用新型专利“一种粉尘危险气体巡检机器人(cn213616728u)”主要涉及到了巡检机器人的结构设计，其中气体检测部分仅能实现检测有无危险气体的功能，2021年，安徽玄离智能科技股份有限公司申请的“一种井下危险气体巡检机器人(cn114635753a)”主要涉及到了巡检机器人的结构设计，其中气体检测部分仅能实现检测有无危险气体的功能。
3.综上所述，目前关于危险气体巡检机器人的技术通常仅考虑了巡检机器人的结构设计，在气体检测部分仅能实现检测有无危险气体的功能，无法对危险气体泄露位置进行自动定位。


技术实现要素：

4.本发明提供的发明目的在于提供一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法。通过本发明一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，该基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，巡检机器人可以利用指挥中心收到危险气体泄露信号到工作人员抵达现场的时间，自动检测危险气体的泄露位置，解决现有危险气体巡检机器人无法检测危险气体泄露位置的问题，避免人员排查现场，提高安全性，提高工作人员的处置效率。
5.为了实现上述效果，本发明提供如下技术方案：一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，包括以下步骤：
6.s1、完成搭建危险气体自动巡检机器人，进入工作场所后判断是否存在危险气体，若没有检测到危险气体，重复步骤一的巡检算法，若检测到危险气体，则执行步骤二。
7.s2、向指挥中心报告存在危险气体泄漏一起巡检机器人所在位置。
8.s3、以危险气体浓度作为适应度指标并记录初始点的危险气体浓度。
9.s4、沿着全局坐标系的横坐标轴方向进行搜索，正交搜索次数初始化为0。
10.s5、判断当前点相比上一点的适应度是否变小，若否，正交搜索次数置0，进入步骤六，若是，正交搜索次数加1，进入判断循环步骤。
11.s6、以当前点为基础，按照上一次搜索方向继续进行搜索，然后循环步骤五。
12.进一步的，根据s1中的操作步骤，
13.s101，搭建具有无人驾驶功能和防爆功能的差动机器人。
14.s102，集成危险气体检测传感器。
15.s103，设计基于天牛须搜索的危险气体自动巡检算法并在机器人上部署。
16.进一步的，根据s5中的操作步骤，
17.s501、判断正交搜索次数是否大于等于4，若否，进入步骤五零二，若是，正交搜索次数置0，将搜索步长缩小到原来的0.7倍，进入步骤五零三。
18.s502、将转到上一次搜索方向的正交方向，以上一点为基础进行搜索，然后进入步骤五。
19.s503、判断搜索步长是否小于设定的搜索步长最小值，若是，则进入步骤五零四，若否，则进入步骤五零二。
20.s504、结束搜索并将适应度最大的点作为危险气体的泄漏位置向指挥中心报告。
21.进一步的，根据s1中的操作步骤，所述搭建危险气体自动巡检机器人由具有无人驾驶功能和防爆功能的差动机器人、危险气体检测传感器与基于天牛须搜索的危险气体自动巡检算法组成。
22.进一步的，根据s1中的操作步骤，所述无人驾驶功能的差动机器人由履带式或轮式差动机器人底盘、工控机、激光雷达、gps与imu组成。
23.进一步的，根据s1中的操作步骤，所述危险气体检测传感器为与巡检场所存在的危险气体匹配的气体检测传感器，需要具有较快的检测速度，并具有将检测结果以数字信号传递到部署有危险气体自动巡检算法的工控机的功能。
24.进一步的，根据s1中的操作步骤，所述具有防爆功能的无人驾驶差动机器人适应煤矿、化工厂具有防爆要求的工作场合。
25.进一步的，根据s4中的操作步骤，所述沿着全局坐标系的横坐标轴方向进行搜索，正交搜索次数初始化为0，确定搜索方向的顺序为首先以当前点为基础，按照上一次搜索方向继续进行搜索，然后循环步骤五，如果适应度变小则转到与上一次搜索方向正交的方向进行搜索，
26.进一步的，根据s4中的操作步骤，所述搜索即机器人沿着搜索方向行驶步长规定的距离，并记录目标点的危险气体浓度。
27.进一步的，根据s5中的操作步骤，所述泄露位置向指挥中心报告由gps进行辅助定位。
28.本发明提供了一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，具备以下有益效果：该基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，巡检机器人可以利用指挥中心收到危险气体泄露信号到工作人员抵达现场的时间，自动检测危险气体的泄露位置，解决现有危险气体巡检机器人无法检测危险气体泄露位置的问题，避免人员排查现场，提高安全性，提高工作人员的处置效率。
附图说明
29.图1为本发明的流程示意图；
30.图2为本发明的算法示意图；
具体实施方式
31.本发明提供一种技术方案：请参阅图1-图2，一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，包括以下步骤：
32.s1、完成搭建危险气体自动巡检机器人，进入工作场所后判断是否存在危险气体，若没有检测到危险气体，重复步骤一的巡检算法，若检测到危险气体，则执行步骤二。
33.s2、向指挥中心报告存在危险气体泄漏一起巡检机器人所在位置。
34.s3、以危险气体浓度作为适应度指标并记录初始点的危险气体浓度。
35.s4、沿着全局坐标系的横坐标轴方向进行搜索，正交搜索次数初始化为0。
36.s5、判断当前点相比上一点的适应度是否变小，若否，正交搜索次数置0，进入步骤六，若是，正交搜索次数加1，进入判断循环步骤。
37.s6、以当前点为基础，按照上一次搜索方向继续进行搜索，然后循环步骤五。
38.具体的，根据s1中的操作步骤，
39.s101，搭建具有无人驾驶功能和防爆功能的差动机器人。
40.s102，集成危险气体检测传感器。
41.s103，设计基于天牛须搜索的危险气体自动巡检算法并在机器人上部署。
42.具体的，根据s5中的操作步骤，
43.s501、判断正交搜索次数是否大于等于4，若否，进入步骤五零二，若是，正交搜索次数置0，将搜索步长缩小到原来的0.7倍，进入步骤五零三。
44.s502、将转到上一次搜索方向的正交方向，以上一点为基础进行搜索，然后进入步骤五。
45.s503、判断搜索步长是否小于设定的搜索步长最小值，若是，则进入步骤五零四，若否，则进入步骤五零二。
46.s504、结束搜索并将适应度最大的点作为危险气体的泄漏位置向指挥中心报告。
47.具体的，根据s1中的操作步骤，所述搭建危险气体自动巡检机器人由具有无人驾驶功能和防爆功能的差动机器人、危险气体检测传感器与基于天牛须搜索的危险气体自动巡检算法组成。
48.具体的，根据s1中的操作步骤，所述无人驾驶功能的差动机器人由履带式或轮式差动机器人底盘、工控机、激光雷达、gps与imu组成。
49.具体的，根据s1中的操作步骤，所述危险气体检测传感器为与巡检场所存在的危险气体匹配的气体检测传感器，需要具有较快的检测速度，并具有将检测结果以数字信号传递到部署有危险气体自动巡检算法的工控机的功能。
50.具体的，根据s1中的操作步骤，所述具有防爆功能的无人驾驶差动机器人适应煤矿、化工厂具有防爆要求的工作场合。
51.具体的，根据s4中的操作步骤，所述沿着全局坐标系的横坐标轴方向进行搜索，正交搜索次数初始化为0，确定搜索方向的顺序为首先以当前点为基础，按照上一次搜索方向继续进行搜索，然后循环步骤五，如果适应度变小则转到与上一次搜索方向正交的方向进行搜索，
52.具体的，根据s4中的操作步骤，所述搜索即机器人沿着搜索方向行驶步长规定的距离，并记录目标点的危险气体浓度。
53.具体的，根据s5中的操作步骤，所述泄露位置向指挥中心报告由gps进行辅助定位。
54.实施例的方法进行检测分析，并与现有技术进行对照，得出如下数据：
[0055] 安全性便捷性准确性实施例较高较高较高现有技术较低较低较低
[0056]
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例时，通过本发明一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，该基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，巡检机器人可以利用指挥中心收到危险气体泄露信号到工作人员抵达现场的时间，自动检测危险气体的泄露位置，解决现有危险气体巡检机器人无法检测危险气体泄露位置的问题，避免人员排查现场，提高安全性，提高工作人员的处置效率。
[0057]
本发明提供了一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，包括以下步骤：s1、完成搭建危险气体自动巡检机器人，进入工作场所后判断是否存在危险气体，若没有检测到危险气体，重复步骤一的巡检算法，若检测到危险气体，则执行步骤二，s101，搭建具有无人驾驶功能和防爆功能的差动机器人，s102，集成危险气体检测传感器，s103，设计基于天牛须搜索的危险气体自动巡检算法并在机器人上部署，搭建危险气体自动巡检机器人由具有无人驾驶功能和防爆功能的差动机器人、危险气体检测传感器与基于天牛须搜索的危险气体自动巡检算法组成，无人驾驶功能的差动机器人由履带式或轮式差动机器人底盘、工控机、激光雷达、gps与imu组成，危险气体检测传感器为与巡检场所存在的危险气体匹配的气体检测传感器，需要具有较快的检测速度，并具有将检测结果以数字信号传递到部署有危险气体自动巡检算法的工控机的功能，具有防爆功能的无人驾驶差动机器人适应煤矿、化工厂具有防爆要求的工作场合，上述无人驾驶机器人架构属于公开知识，本专利不作权利要求，此处声明仅为避免以后有相关专利将此架构作为专利保护内容，本发明所述的具有防爆功能的差动机器人由隔爆型器件和本安型器件构成，采用的防爆技术为公开知识，本专利不作权利要求，此处声明仅为避免以后有相关专利将此技术作为专利保护内容，s2、向指挥中心报告存在危险气体泄漏一起巡检机器人所在位置，s3、以危险气体浓度作为适应度指标并记录初始点的危险气体浓度，s4、沿着全局坐标系的横坐标轴方向进行搜索，正交搜索次数初始化为0，s5、判断当前点相比上一点的适应度是否变小，若否，正交搜索次数置0，进入步骤六，若是，正交搜索次数加1，进入判断循环步骤，泄露位置向指挥中心报告由gps进行辅助定位，s501、判断正交搜索次数是否大于等于4，若否，进入步骤五零二，若是，正交搜索次数置0，将搜索步长缩小到原来的0.7倍，进入步骤五零三，s502、将转到上一次搜索方向的正交方向，以上一点为基础进行搜索，然后进入步骤五，s503、判断搜索步长是否小于设定的搜索步长最小值，若是，则进入步骤五零四，若否，则进入步骤五零二，s504、结束搜索并将适应度最大的点作为危险气体的泄漏位置向指挥中心报告，泄露位置向指挥中心报告由gps进行辅助定位，s6、以当前点为基础，按照上一次搜索方向继续进行搜索，然后循环步骤五巡检机器人可以利用指挥中心收到危险气体泄露信号到工作人员抵达现场的时间，自动检测危险气体的泄露位置，解决现有危险气体巡检机器人无法检测危险气体泄露位置的问题，提高工作人员的处置效率，的危险气体检测传感器为与巡检场所存在的危险气体匹配的气体检测传感器，需要具有较快的检测速度，并具有将检测结
果以数字信号传递到部署有危险气体自动巡检算法的工控机的功能。危险气体检测传感器也是本专利的实施基础。
[0058]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、完成搭建危险气体自动巡检机器人，进入工作场所后判断是否存在危险气体，若没有检测到危险气体，重复步骤一的巡检算法，若检测到危险气体，则执行步骤二；s2、向指挥中心报告存在危险气体泄漏一起巡检机器人所在位置；s3、以危险气体浓度作为适应度指标并记录初始点的危险气体浓度；s4、沿着全局坐标系的横坐标轴方向进行搜索，正交搜索次数初始化为0；s5、判断当前点相比上一点的适应度是否变小，若否，正交搜索次数置0，进入步骤六，若是，正交搜索次数加1，进入判断循环步骤；s6、以当前点为基础，按照上一次搜索方向继续进行搜索，然后循环步骤五。2.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s1中的操作步骤，s101，搭建具有无人驾驶功能和防爆功能的差动机器人；s102，集成危险气体检测传感器；s103，设计基于天牛须搜索的危险气体自动巡检算法并在机器人上部署。3.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s5中的操作步骤，s501、判断正交搜索次数是否大于等于4，若否，进入步骤五零二，若是，正交搜索次数置0，将搜索步长缩小到原来的0.7倍，进入步骤五零三；s502、将转到上一次搜索方向的正交方向，以上一点为基础进行搜索，然后进入步骤五；s503、判断搜索步长是否小于设定的搜索步长最小值，若是，则进入步骤五零四，若否，则进入步骤五零二；s504、结束搜索并将适应度最大的点作为危险气体的泄漏位置向指挥中心报告。4.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s1中的操作步骤，所述搭建危险气体自动巡检机器人由具有无人驾驶功能和防爆功能的差动机器人、危险气体检测传感器与基于天牛须搜索的危险气体自动巡检算法组成。5.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s1中的操作步骤，所述无人驾驶功能的差动机器人由履带式或轮式差动机器人底盘、工控机、激光雷达、gps与imu组成。6.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s1中的操作步骤，所述危险气体检测传感器为与巡检场所存在的危险气体匹配的气体检测传感器，需要具有较快的检测速度，并具有将检测结果以数字信号传递到部署有危险气体自动巡检算法的工控机的功能。7.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s1中的操作步骤，所述具有防爆功能的无人驾驶差动机器人适应煤矿、化工厂具有防爆要求的工作场合。8.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其
特征在于，包括以下步骤：根据s4中的操作步骤，所述沿着全局坐标系的横坐标轴方向进行搜索，正交搜索次数初始化为0，确定搜索方向的顺序为首先以当前点为基础，按照上一次搜索方向继续进行搜索，然后循环步骤五，如果适应度变小则转到与上一次搜索方向正交的方向进行搜索。9.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s4中的操作步骤，所述搜索即机器人沿着搜索方向行驶步长规定的距离，并记录目标点的危险气体浓度。10.据权利要求1所述的一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s5中的操作步骤，所述泄露位置向指挥中心报告由gps进行辅助定位。

技术总结
本发明公开了一种基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，属于消防机器人技术领域，该基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，包括以下步骤：S1、完成搭建危险气体自动巡检机器人，进入工作场所后判断是否存在危险气体，若没有检测到危险气体，重复步骤一的巡检算法，若检测到危险气体，则执行步骤二。该基于天牛须搜索的危险气体自动巡检机器人工作方法，巡检机器人可以利用指挥中心收到危险气体泄露信号到工作人员抵达现场的时间，自动检测危险气体的泄露位置，解决现有危险气体巡检机器人无法检测危险气体泄露位置的问题，避免人员排查现场，提高安全性，提高工作人员的处置效率。高工作人员的处置效率。高工作人员的处置效率。


技术研发人员：白国星 汪振 刘立 孟宇 李晓东 毛永光
受保护的技术使用者：北京市政中燕工程机械制造有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/12