江苏众利达自动化设备有限公司徐振东获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏众利达自动化设备有限公司申请的专利一种机器人的自动巡检控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120101804B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510325707.8,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种机器人的自动巡检控制方法及系统是由徐振东设计研发完成,并于2025-03-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种机器人的自动巡检控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于机器人控制技术领域,具体涉及一种机器人的自动巡检控制方法及系统,包括:启动机器人根据预设巡检区域按照预设的初始探索路径移动,构建二维巡检区域地图;根据构建的地图采用改进的A*算法进行巡检路径规划;路径规划完成后根据巡检区域内设备的类型、重要程度和运行参数要求设定个性化巡检任务列表,并根据个性化巡检任务列表确定机器人巡检路径进行自动巡检;机器人在自动巡检过程中采集设备运行数据和巡检过程中的状态信息并发送至巡检数据监控中心进行数据分析,巡检结束后自动导航返回充电桩进行充电。本发明通过结合改进的A*算法和个性化巡检任务列表,实现动态机器人自动巡检控制,提高机器人的巡检效率。
本发明授权一种机器人的自动巡检控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种机器人的自动巡检控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: 步骤S10:启动安装各类传感器的机器人,根据巡检区域按照预设的初始探索路径移动,构建二维巡检区域地图; 步骤S20:根据构建的二维巡检区域地图采用改进的A*算法进行巡检路径规划; 步骤S30:路径规划完成后根据巡检区域内设备的类型、重要程度和运行参数要求设定个性化巡检任务列表,根据个性化巡检任务列表确定机器人巡检路径进行自动巡检; 步骤S40:机器人在自动巡检过程中采集所有设备运行数据和巡检过程中的状态信息并发送至巡检数据监控中心进行数据分析,根据数据分析结果更新机器人的个性化巡检任务列表并判断设备是否出现故障;机器人巡检结束后自动导航返回充电桩进行充电; 所述步骤S10中机器人上安装的各类传感器包括激光雷达、摄像头和超声波传感器;激光雷达实时扫描巡检区域环境,获取巡检区域环境的轮廓信息;摄像头实时拍摄机器人行进路径上的环境,用于识别障碍物、各类标识和设备外观特征;超声波传感器辅助检测近距离和摄像头拍摄盲区的障碍物;将采集的各类信息进行整合构建二维巡检区域地图,并在地图上标注出机器人巡检路径、设备位置和障碍物信息; 所述步骤S20中根据构建的二维巡检区域地图采用改进的A*算法进行巡检路径规划的步骤包括: 地图数据导入和初始化:将构建的二维巡检区域地图导入机器人巡检路径规划单元,二维巡检区域地图包括设备位置、巡检通道和障碍物位置信息,初始化机器人的起始点坐标为Xstart,Ystart,设定充电桩坐标为Xcharge,Ycharge,设定巡检区域内待检测设备的检测点坐标为Xtest,Ytest;初始化A*算法参数中启发式函数的权重系数W; 设定机器人运动参数:完成地图数据导入和初始化后,设定机器人在地图中的运动方向和运动参数,运动参数包括机器人在相邻栅格间移动时角度的变化范围,其中是机器人在相邻栅格间移动时角度的最小值,是机器人在相邻栅格间移动时的角度,是机器人在相邻栅格间移动时角度的最大值;机器人最大移动速度Vmax和加速度amax; 启发式函数设计:改进传统A*算法的启发式函数,引入电池电量消耗因素,建立电池电量消耗模型,设置机器人在单位距离、不同地形下电量消耗系数为e,电池电量消耗模型如式(1)所示: (1) 其中,d为当前栅格到目标检测点的欧几里得距离;引入机器人巡检路径的安全因素,对靠近障碍物的区域,设定风险惩罚值r,和机器人当前位置到距离机器人当前位置最近障碍物的距离drisk成反比,如式(2)所示: (2) 其中k为风险系数,根据机器人的实际巡检环境设定取值大小且0k10;改进后的启发式函数如式(3)所示: (3) 其中h为改进后的启发式函数; 机器人巡检路径规划:从起始点开始,将当前所在的栅格放入一个开放列表中,通过设定的启发式函数计算开放列表中每个栅格的评估值f,如式(4)所示: (4) 其中,g为从机器人巡检起始点到当前栅格的实际路径代价,c为从机器人巡检起始点到目标检测点的预估代价,选择开放列表中评估值f最高的栅格进行扩展,将其相邻的通行区域栅格加入开放列表,重新计算并更新父节点指针、实际路径代价g和评估值f;将进行过计算的栅格移动至关闭列表;在路径规划过程中持续检查当前栅格是否为目标检测点,当前栅格为目标检测点时,通过回溯父节点指针构建出完整的巡检路径; 路径确定:设定路径得分Score对规划的路径进行筛选,选择得分最高的路径作为机器人巡检路径,路径得分Score的计算公式如式(5)所示: (5) 其中,为路径长度权重,为电池电量消耗权重,为安全权重,且++=1,L为路径长度,E为机器人电池电量消耗,S为安全值;将选定的巡检路径存储在机器人的控制系统中,机器人按照存储的巡检路径导航至各个设备检测点进行自动巡检; 所述步骤S30中路径规划完成后根据巡检区域内设备的类型、重要程度和运行参数要求设定个性化巡检任务列表,根据个性化巡检任务列表确定机器人巡检路径进行自动巡检的步骤包括: 设备信息收集与分类:收集并记录巡检区域所有设备的类型和运行参数要求,根据设备在生产流程中的作用划分重要程度,分为A级、B级和C级; 设备任务列表设定:对重要程度为A级的设备,设定每15分钟巡检一次,对重要程度为B级的设备,设定每30分钟巡检一次,对重要程度为C级的设备,设定每60分钟巡检一次,机器人巡检时针对不同的设备采集不同的数据,并设定机器人采集数据时对应的执行动作; 任务列表整合与优化:将设定好的设备任务列表按照巡检路径的先后顺序排列; 任务列表储存与更新:将设定好的设备任务列表储存在机器人的控制系统中;每隔24小时对设备任务列表进行更新; 所述步骤S40中巡检数据监控中心进行的数据分析包括,预设设备正常运行的参数阈值T,当机器人在一轮巡检过程中采集到的设备运行数据大于等于设定的阈值T时,更新当前巡检任务至巡检任务列表最后一条,在一轮巡检结束后对该设备进行二轮巡检,当二轮巡检采集到的设备运行数据大于等于设定阈值T时,发出设备故障报警;当二轮巡检采集到的设备运行数据小于设定阈值T时,不发出设备故障报警,记录两次巡检采集到的设备运行数据并标记为存在潜在故障。
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