江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心)邹晨阳获国家专利权
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龙图腾网获悉江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心)申请的专利一种智能全地形堤防隐患快速诊断履带车及作业方法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:CN120276048B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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:202510749015.6,技术领域涉及:G01V3/10;该发明授权一种智能全地形堤防隐患快速诊断履带车及作业方法是由邹晨阳;胡松涛;蔡园秋;陈芳;邱峰;申斌;李佳豪设计研发完成,并于2025-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种智能全地形堤防隐患快速诊断履带车及作业方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种智能全地形堤防隐患快速诊断履带车及作业方法,履带车包括:车体、四轮独立悬挂履带结构、地质雷达探测模块、瞬变电磁探测模块、多模态导航系统、智能控制模块和远程操控平台;基于多模态导航系统、智能控制模块和远程操控平台实现智能全地形堤防隐患快速诊断履带车的全地形路径规划‑自主避障‑协同探测;本发明通过四轮独立悬挂履带结构、双模态协同探测、实时数据传输与反演等技术,显著扩大探测范围,提高隐患识别精度与可靠性,缩短现场诊断与应急响应时间间隔,解决了现有技术在地形适应性、探测精度、时效性等方面的瓶颈问题,显著提升了堤防隐患诊断的全面性、准确性与应急响应速度。
本发明授权一种智能全地形堤防隐患快速诊断履带车及作业方法在权利要求书中公布了:1.一种智能全地形堤防隐患快速诊断履带车,其特征在于,包括: 车体; 四轮独立悬挂履带结构,所述四轮独立悬挂履带结构设置于车体底部,用于带动车体进行移动; 动力系统,所述动力系统设置于车体内,用于对四轮独立悬挂履带结构传输动力; 地质雷达探测模块,所述地质雷达探测模块安装于车体腹部底板,用于采集地质结构探测雷达数据; 瞬变电磁探测模块,所述瞬变电磁探测模块安装于车体上,用于采集地质结构探测瞬变电磁数据; 多模态导航系统,所述多模态导航系统设置于车体上,用于实时生成环境地图、拍摄实时照片、检测障碍物; 智能控制模块,所述智能控制模块设置于车体内,用于接收信号并对信号进行响应;对信号进行响应包括基于多模态导航系统进行车辆运动控制和对采集数据进行传输;采集数据包括地质结构探测雷达数据和地质结构探测瞬变电磁数据; 远程操控平台,用于对智能全地形堤防隐患快速诊断履带车进行控制,并接受采集数据,对采集数据进行预处理,再进行协同反演计算,输出隐患区域; 所述多模态导航系统包括: 集成RTK-GNSS差分定位模块,所述集成RTK-GNSS差分定位模块安装于车体内,用于提供全局坐标; 激光雷达,所述激光雷达安装于车体内,用于实时扫描环境,生成三维点云数据; 双目视觉相机,所述双目视觉相机安装于车体前端,用于拍摄实时画面; IMU惯性导航单元,所述IMU惯性导航单元安装于车体内,用于实现车体姿态测量、导航定位和运动监测; 轮速编码器,所述轮速编码器安装于四轮独立悬挂履带结构的轮组上,用于测量轮组转速; 智能控制模块包括: 无线通讯单元,所述无线通讯单元设置于车体内,用于接收或传输信号; 中央控制单元,所述中央控制单元设置于车体内,中央控制单元和无线通讯单元通讯连接,用于接收无线通讯单元传输的信号并作出响应; 所述远程操控平台集成智能车遥控系统、数据融合处理系统和显示装置;智能车遥控系统用于控制智能全地形堤防隐患快速诊断履带车;数据融合处理系统用于对采集数据进行预处理,再进行协同反演计算,输出隐患区域; 智能全地形堤防隐患快速诊断履带车通过激光雷达实时扫描环境,生成三维点云数据,结合集成RTK-GNSS差分定位模块提供的全局坐标,生成电子地图,通过智能控制模块将电子地图传输至远程操控平台,并进行路径规划; 智能全地形堤防隐患快速诊断履带车按规划路径进行行驶,通过集成RTK-GNSS差分定位模块、IMU惯性导航单元以及轮速编码器生成智能全地形堤防隐患快速诊断履带车行驶过程中的位姿,并补偿智能全地形堤防隐患快速诊断履带车颠簸导致的定位漂移;通过激光雷达以及双目视觉相机检测行驶前进方向的障碍物及坡面倾角; 基于动态窗口法实时评估智能全地形堤防隐患快速诊断履带车的可行速度空间,基于可行速度空间、障碍物及坡面倾角,动态调整智能全地形堤防隐患快速诊断履带车的行驶路径,并选择最优路径; 通过轮速编码器采集智能全地形堤防隐患快速诊断履带车的移动停止信号,基于移动停止信号,控制地质雷达探测模块和瞬变电磁探测模块根据最优路径同步进行停止数据采集工作,采集的数据通过无线通讯单元传输至远程操控平台; 动态窗口法通过多目标加权评价函数选择智能全地形堤防隐患快速诊断履带车的最优速度对,包括线速度和角速度,表示为: ; 式中,表示成本函数,用于评估线速度和角速度下车辆行驶的综合性能;表示航向角项;表示障碍物距离项;表示速度项;表示航向角项的权重系数,用于调整航向角项在成本函数中所占比重;表示障碍物距离项的权重系数,用于调整障碍物距离项在成本函数中所占比重;表示速度项的权重系数,用于调整速度项在成本函数中所占比重; 数据融合处理系统对收集的地质结构探测雷达数据和地质结构探测瞬变电磁数据进行预处理; 根据先验信息或经验,设定初始的电阻率和介电常数分布,基于初始的电阻率和介电常数分布构建正演模型; 根据正演模型中的电阻率分布,生成正演瞬变电磁响应数据;根据正演模型中的介电常数分布,生成正演地质雷达响应数据; 将正演瞬变电磁响应数据与采集的地质结构探测瞬变电磁数据进行对比,计算电磁数据拟合差;将正演地质雷达响应数据与采集的地质结构探测雷达数据进行对比,计算雷达数据拟合差; 根据当前电阻率和介电常数分布,计算交叉梯度约束项: ; 式中,为梯度算子; 将、和组合,基于贝叶斯框架构建联合反演模型的目标函数: ; 式中,表示模型参数,包括电阻率和介电常数;α、β、λ为各项的权重系数; 采用梯度下降法,通过最小化目标函数来优化反演模型参数,迭代更新反演模型参数: ; 式中,表示第k+1次迭代后的模型参数向量;表示学习率; 在每次迭代后,检查目标函数的变化率是否小于预设变化率或者迭代次数是否达到预设最大值,是,则停止迭代;否则,继续迭代更新模型参数; 将优化后的模型参数与数字高程模型相结合,生成隐患分布图,对隐患区域进行三维可视化标注。
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