用于巷道盲区检测的设备及方法与流程

技术特征：
1.一种用于巷道盲区检测的设备，其特征在于，包括移动装置，多自由度运动装置，控制装置以及扫描装置，其中：所述多自由度运动装置一端固定安装在所述移动装置上，所述多自由度运动装置另一端连接于所述扫描装置，所述控制装置与所述移动装置、多自由度运动装置、扫描装置均固定连接；所述控制装置用于根据预先对巷道进行扫描得到的初始点云信息及栅格地图信息确定巷道盲区的位置信息，并基于所述位置信息确定盲区行进路径；所述控制装置还用于根据所述盲区行进路径发送相应的驱动信号至所述移动装置；所述移动装置根据所述驱动信号移动至所述盲区；所述控制装置还用于根据所述盲区行进路径发送相应的位姿指令至所述多自由度运动装置；所述多自由度运动装置根据所述位姿指令调整位姿；所述控制装置还用于根据所述盲区行进路径发送相应的扫描信号至所述扫描装置；所述扫描装置根据所述扫描信号对盲区进行扫描，得到盲区扫描信息，并将所述盲区扫描信息反馈至所述控制装置。2.根据权利要求1所述的用于巷道盲区检测的设备，其特征在于，所述用于巷道盲区检测的设备还包括设置于所述移动装置前端的导航装置，且所述导航装置中安装有深度相机：所述导航装置与所述控制装置连接，所述导航装置用于在所述移动装置移动过程中，通过所述深度相机获取实时图像数据信息，并将所述实时图像数据信息发送至所述控制装置；所述控制装置还用于，根据所述实时图像数据信息分析所述移动装置前方有无障碍物，若有，则向所述多自由度运动装置发送避障位姿指令；所述多自由度运动装置还用于根据所述避障位姿指令调整位姿以避开障碍物。3.根据权利要求1或2所述的用于巷道盲区检测的设备，其特征在于，所述移动装置包括移动平台、伺服减速电机及移动控制模块，所述伺服减速电机及移动控制模块固定安装在所述移动平台内，所述移动控制模块与所述控制装置连接，所述伺服减速电机用于为所述移动装置提供动力，所述移动控制模块包括伺服减速电机驱动单元及第一嵌入式处理单元，所述第一嵌入式处理单元用于接收所述控制装置发送的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述伺服减速电机驱动单元驱动所述伺服减速电机工作以使所述移动装置移动。4.根据权利要求1或2所述的用于巷道盲区检测的设备，其特征在于，所述多自由度运动装置包括多自由度运动平台、多自由度机械臂及多自由度运动控制模块，所述多自由度运动平台固定在所述移动平台顶部，所述多自由度运动控制模块安装于所述多自由度运动平台内，所述多自由度机械臂一端设置在所述多自由度运动平台内，所述多自由度机械臂另一端与所述扫描装置连接；所述多自由度运动控制模块分别与所述控制装置、所述多自由度机械臂连接；所述多自由度运动控制模块包括第二嵌入式处理单元，所述第二嵌入式处理单元用于接收所述控制装置发送的位姿指令，并根据所述位姿指令控制所述多自由度机械臂调整位姿。5.根据权利要求1或2所述的用于巷道盲区检测的设备，其特征在于，所述用于巷道盲区检测的设备还包括：设置于所述多自由度运动装置与所述扫描装置之间的扫描设备切换装置，所述扫描设
备切换装置还与所述控制装置连接，所述扫描设备切换装置中安装有伺服电机；所述扫描装置包括三维激光扫描仪、ccd相机、红外热成像仪，所述三维激光扫描仪、ccd相机、红外热成像仪分别固定安装在所述扫描设备切换装置末端，所述三维激光扫描仪、ccd相机、红外热成像仪分别与所述控制装置连接；所述扫描设备切换装置用于接收所述控制装置发送的切换信号，并根据所述切换信号驱动所述伺服电机运转以针对所述扫描装置中的三维激光扫描仪、ccd相机、红外热成像仪进行切换。6.一种基于权利要求1至5中任一项所述的用于巷道盲区检测设备的巷道盲区检测方法，其特征在于，该巷道盲区扫描方法包括：控制装置根据预先对巷道进行扫描得到的初始点云信息及栅格地图信息确定巷道盲区的位置信息，基于所述位置信息确定盲区行进路径，并根据所述盲区行进路径发送相应的驱动信号至移动装置；所述移动装置根据驱动信号移动至所述盲区；所述控制装置向多自由度运动装置发送与所述盲区相应的位姿指令；所述多自由度运动装置根据所述位姿指令调整位姿；所述控制装置发送扫描信号至扫描装置；所述扫描装置根据扫描信号对所述盲区进行扫描，得到盲区扫描信息，并将所述盲区扫描信息反馈至所述控制装置。7.根据权利要求6所述的巷道盲区扫描方法，其特征在于，所述控制装置根据预先对巷道进行扫描得到的初始点云信息及栅格地图信息确定巷道盲区的位置信息，基于所述位置信息确定盲区行进路径，包括：所述控制装置控制所述移动装置按预设初始路径移动，并获取导航装置中深度相机发送的实时图像数据信息；所述控制装置根据所述实时图像数据信息分析所述移动装置前方有无障碍物；若有，则所述控制装置向多自由度运动装置发送位姿变换指令；所述多自由度运动装置还用于根据所述位姿变换指令调整位姿以达到预设初始扫描位姿；所述控制装置分析得出避障路径，并控制所述移动装置按所述避障路径继续移动，所述控制装置控制扫描装置对巷道壁进行扫描，得到初始点云信息及栅格地图信息；所述控制装置对所述初始点云信息进行三维重构，获取初始巷道模型，并根据所述栅格地图信息构建巷道栅格地图；所述控制装置根据所述初始巷道模型确定出巷道的盲区三维坐标，并根据所述巷道栅格地图进行盲区行进路径规划。8.根据权利要求6或7所述的巷道盲区扫描方法，其特征在于，所述盲区包括扫描盲区或孔洞病害区域，所述控制装置发送扫描信号至扫描装置；扫描装置根据扫描信号对所述盲区进行扫描，得到盲区点云信息，并将盲区点云信息反馈至控制装置，包括：所述控制装置发送扫描信号至扫描装置中的三维激光扫描仪，所述三维激光扫描仪对扫描盲区或孔洞病害区域进行扫描，得到扫描盲区或孔洞病害区域点云信息并将扫描盲区或孔洞病害区域点云信息反馈至所述控制装置。9.根据权利要求8所述的巷道盲区扫描方法，其特征在于，所述盲区还包括渗水病害区域，所述控制装置发送扫描信号至扫描装置；扫描装置根据扫描信号对所述盲区进行扫描，
得到盲区点云信息，并将盲区点云信息反馈至控制装置，包括：所述控制装置发送切换信号至扫描设备切换装置，所述扫描设备切换装置驱动伺服电机运转将所述扫描装置中的三维激光扫描仪切换为红外热成像仪；所述控制装置发送扫描信号至所述扫描装置中的红外热成像仪，所述红外热成像仪对渗水病害区域进行扫描，得到渗水病害图像信息并将所述渗水病害图像信息反馈至所述控制装置。10.根据权利要求8所述的巷道盲区扫描方法，其特征在于，所述盲区还包括管道裂缝病害区域，所述控制装置发送扫描信号至扫描装置；扫描装置根据扫描信号对所述盲区进行扫描，得到盲区点云信息，并将盲区点云信息反馈至控制装置，包括：所述控制装置发送切换信号至扫描设备切换装置，扫描设备切换装置驱动伺服电机运转将所述扫描装置中的三维激光扫描仪切换为ccd相机；所述控制装置发送扫描信号至所述扫描装置中的ccd相机，所述ccd相机对管道裂缝病害区域进行扫描，得到管道裂缝病害图像信息并将所述管道裂缝病害图像信息反馈至所述控制装置。

技术总结
本申请涉及一种用于巷道盲区检测的设备及方法，该设备包括：移动装置，多自由度运动装置，控制装置以及扫描装置；控制装置根据预先对巷道壁进行扫描得到的初始点云信息及栅格地图信息确定盲区的位置信息，并基于所述位置信息确定盲区行进路径，发送相应的驱动信号至移动装置；移动装置根据驱动信号移动至盲区；控制装置向多自由度运动装置发送与盲区相对应的位姿指令；多自由度运动装置根据位姿指令调整位姿；控制装置发送扫描信号至扫描装置，扫描装置根据扫描信号对盲区进行扫描，得到盲区扫描信息，将盲区扫描信息反馈至控制装置。本申请能够实现对巷道盲区的扫描。本申请能够实现对巷道盲区的扫描。本申请能够实现对巷道盲区的扫描。


技术研发人员：孙超 苗隆鑫 余林波 叶力 曹勉 郭乃宇 丁建军
受保护的技术使用者：江汉大学
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2021/11/24