本發(fā)明涉及地下管網(wǎng)漏點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是地下管網(wǎng)漏點(diǎn)定位系統(tǒng)及定位方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。目前，人們對(duì)于地下管網(wǎng)漏點(diǎn)檢測(cè)不能實(shí)時(shí)進(jìn)行，只能在檢測(cè)機(jī)器人拍攝好并存儲(chǔ)整個(gè)地下管網(wǎng)的的視頻數(shù)據(jù)后，拷貝到電腦上觀看，需要觀看完整部視頻，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還容易出現(xiàn)漏檢。最大障礙在于，即使從視頻中判斷出漏點(diǎn)，也無(wú)法從視頻中判斷出漏點(diǎn)的具體位置。由于地下管網(wǎng)中的信號(hào)較弱，檢測(cè)機(jī)器人進(jìn)入地下管網(wǎng)后存在無(wú)法采用現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)線定位技術(shù)進(jìn)行定位，如無(wú)線信號(hào)功率定位、gps定位等，但是，檢測(cè)機(jī)器人的定位是漏點(diǎn)檢測(cè)定位的關(guān)鍵。維修人員根據(jù)檢測(cè)機(jī)器人的位置，可在路面上的相應(yīng)位置處進(jìn)行開(kāi)挖，從而進(jìn)行漏點(diǎn)排除或是檢修。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對(duì)進(jìn)入到地下管網(wǎng)的機(jī)器人進(jìn)行定位的技術(shù)問(wèn)題，能夠?qū)C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行遙控，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，包括用于采集前端數(shù)據(jù)的機(jī)器人、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、中繼系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)；所述機(jī)器人通過(guò)中繼系統(tǒng)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)雙向通信，機(jī)器人通過(guò)通信線纜與中繼系統(tǒng)進(jìn)行有線通信；所述遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)通過(guò)中繼系統(tǒng)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信；所述遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)包括操縱桿與操縱桿通信模塊，操縱桿用于產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令，操縱桿通信模塊用于將運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令通過(guò)中繼系統(tǒng)發(fā)送給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令包括前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)彎；

所述機(jī)器人包括核心控制器，核心控制器雙向通信連接有有線通信模塊，核心控制器的信號(hào)輸入端連接有以下功能模塊：激光測(cè)距儀，用于檢測(cè)機(jī)器人距離管道前方拐彎處的距離；陀螺儀，用于檢測(cè)機(jī)器人的角速度；所述核心控制器的信號(hào)輸出端連接有以下功能模塊：攝像頭模塊，用于實(shí)時(shí)采集視頻數(shù)據(jù)并通過(guò)有線通信模塊上傳視頻數(shù)據(jù)；運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)動(dòng)作；

所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)包括存儲(chǔ)有地下管網(wǎng)電子地圖的計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)配置有以下功能模塊：

遙控命令解析模塊，用于解析遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)上傳的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令；

路程計(jì)算模塊，用于根據(jù)激光測(cè)距儀上傳的距離數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)上傳的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令來(lái)計(jì)算機(jī)器人行走路程；

方向計(jì)算模塊，用于根據(jù)機(jī)器人的角速度計(jì)算機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎方向；

軌跡重繪模塊，用于根據(jù)機(jī)器人行走路程和轉(zhuǎn)彎方向綜合計(jì)算機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，并將實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡顯示在地下管網(wǎng)電子地圖上。

上述技術(shù)方案中，機(jī)器人與中繼系統(tǒng)進(jìn)行有線通信，是保證機(jī)器人采集的前端數(shù)據(jù)能夠上傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的前提；能夠通過(guò)在后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中觀看機(jī)器人上傳的視頻來(lái)觀察路況，然后通過(guò)遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人行走運(yùn)動(dòng)的控制，大大減輕了機(jī)器人需要自行判斷路況的運(yùn)算負(fù)擔(dān)；后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)機(jī)器人采集的距離數(shù)據(jù)以及角速度實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的定位。

優(yōu)選的，所述機(jī)器人為爬行機(jī)器人，所述爬行機(jī)器人包括爬行足與機(jī)身平臺(tái)，所述爬行足為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；每個(gè)爬行足包括轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)、腿關(guān)節(jié)以及脛關(guān)節(jié)；所述轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)在水平面上與機(jī)身平臺(tái)通過(guò)舵機(jī)進(jìn)行可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述腿關(guān)節(jié)兩端分別與轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)、脛關(guān)節(jié)在鉛垂面上通過(guò)舵機(jī)進(jìn)行可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊為舵機(jī)控制模塊，所述舵機(jī)控制模塊的信號(hào)輸入端與核心控制器的信號(hào)輸出端相連，舵機(jī)控制模塊的信號(hào)輸出端分別與各舵機(jī)相連；核心控制模塊與有線通信模塊雙向通信。這樣，爬行機(jī)器人具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)彎和越障能力，十分適合于地下管網(wǎng)的路況。

優(yōu)選的，所述機(jī)器人還包括d/a數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，所述d/a數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端、信號(hào)輸出端分別與所述攝像頭模塊的信號(hào)輸出端、有線通信模塊的信號(hào)輸入端連接。這樣，攝像頭采集的數(shù)字視頻信號(hào)被d/a數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號(hào)進(jìn)行上傳，模擬信號(hào)傳輸時(shí)占用頻譜較窄，信道利用率高。

優(yōu)選的，所述中繼系統(tǒng)包括中繼器，所述中繼器包括用于將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號(hào)的視頻采集卡。這樣，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)能直接接收到數(shù)字視頻信號(hào)，提高視頻信號(hào)的顯示速度，減小視頻信號(hào)的延時(shí)。

優(yōu)選的，還包括自動(dòng)送線器，所述通信線纜卷繞在自動(dòng)送線器上。這樣，在機(jī)器人前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎時(shí)，自動(dòng)送線器能夠?yàn)檫B接在機(jī)器人上的通信線纜提供牽引力，減少機(jī)器人拖動(dòng)通信線纜所需的動(dòng)力。

本發(fā)明除提供一種地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)外，本發(fā)明同時(shí)還提供一種采用地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的漏點(diǎn)位系統(tǒng)，以及一種采用漏點(diǎn)定位系統(tǒng)的漏點(diǎn)定位方法，以解決如何對(duì)地下管網(wǎng)漏點(diǎn)進(jìn)行定位的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案，一種采用地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的漏點(diǎn)位系統(tǒng)，在地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做了如下改進(jìn)：所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)還包括漏點(diǎn)定位模塊，用于在人工根據(jù)機(jī)器人上傳的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行漏點(diǎn)排查時(shí)，將判斷為漏點(diǎn)的管網(wǎng)部位在視頻的截圖中框選出來(lái)，并抽取該視頻截圖在視頻數(shù)據(jù)中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將其與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行匹配，將匹配上的機(jī)器人位置作為漏點(diǎn)位置，并顯示在地下管網(wǎng)電子地圖上。

上述技術(shù)方案，能夠利用機(jī)器人定位系統(tǒng)獲取到機(jī)器人在視頻中各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的地理位置，再根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的匹配關(guān)系，將漏點(diǎn)位置的定位轉(zhuǎn)換為機(jī)器人位置的定位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漏點(diǎn)的定位。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案，一種采用上述漏點(diǎn)定位系統(tǒng)的漏點(diǎn)定位方法，包括以下步驟：

步驟1：將機(jī)器人放置在地下管網(wǎng)的入口處，并以該入口為機(jī)器人的初始位置，在后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中記錄初始位置并通過(guò)軌跡重繪模塊將初始位置顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上；

步驟2：?jiǎn)?dòng)機(jī)器人，機(jī)器人實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻采集，并將采集到的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)中繼系統(tǒng)上傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)將視頻數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上以便工作人員觀看；工作人員觀看視頻以觀察管道內(nèi)部的路況以及管道的滲漏情況，從而根據(jù)觀察到的路況來(lái)控制遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)的操縱桿，操縱桿通信模塊將操縱桿產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令通過(guò)中繼系統(tǒng)發(fā)送給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)遙控命令解析模塊對(duì)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令解析后，通過(guò)中繼系統(tǒng)下發(fā)給機(jī)器人；

步驟3：機(jī)器人通過(guò)有線通信模塊接收到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令，并發(fā)送給核心控制器，核心控制器將運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行與運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作；

步驟4：在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，激光測(cè)距儀與陀螺儀同時(shí)進(jìn)行工作：激光測(cè)距儀不斷向機(jī)器人前進(jìn)方向發(fā)射激光以檢測(cè)距離前方拐彎處的距離；陀螺儀實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角速度；核心控制器接收激光測(cè)距儀檢測(cè)到的距離數(shù)據(jù)以及陀螺儀檢測(cè)到的角速度，并依次通過(guò)有線通信模塊、中繼系統(tǒng)上傳至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)；

步驟5：后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)接收到的角速度來(lái)判斷機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若機(jī)器人為直行，路程計(jì)算模塊根據(jù)激光測(cè)距儀所檢測(cè)到的距離數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算機(jī)器人直行距離；若機(jī)器人正在轉(zhuǎn)彎，則根據(jù)步驟2中的遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)上傳的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令來(lái)計(jì)算機(jī)器人轉(zhuǎn)彎距離；路程計(jì)算模塊將轉(zhuǎn)彎距離與直行距離逐一累加從而得到機(jī)器人行走路程；

步驟6：方向計(jì)算模塊根據(jù)角速度計(jì)算出機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎方向；

步驟7：軌跡重繪模塊根據(jù)機(jī)器人行走路程和轉(zhuǎn)彎方向綜合計(jì)算機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，并將實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡顯示在地下管網(wǎng)電子地圖上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)定位；

步驟8：工作人員在觀看視頻以觀察管道內(nèi)部滲漏情況時(shí)，通過(guò)漏點(diǎn)定位模塊將判斷為漏點(diǎn)的管網(wǎng)部位在視頻的截圖中框選出來(lái)，并抽取該視頻截圖在視頻數(shù)據(jù)中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將其與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行匹配，將匹配上的機(jī)器人位置作為漏點(diǎn)位置，并將漏點(diǎn)位置顯示在地下管網(wǎng)電子地圖上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漏點(diǎn)的定位。

上述技術(shù)方案中，步驟2與步驟3實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的遙控控制；步驟1與步驟4實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人定位數(shù)據(jù)（角速度和距離數(shù)據(jù)）的采集；步驟5、6、7、8的結(jié)合通過(guò)對(duì)定位數(shù)據(jù)的計(jì)算處理，實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)定位。

優(yōu)選的，所述直行距離為當(dāng)前直行距離與歷史直行距離之和；所述轉(zhuǎn)彎距離為當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離與歷史轉(zhuǎn)彎距離之和。

優(yōu)選的，所述當(dāng)前直行距離按如下方式計(jì)算：獲取機(jī)器人當(dāng)前所在管道的管道總長(zhǎng)，用管道總長(zhǎng)減去激光測(cè)距儀所測(cè)得的距離拐彎處的距離，從而得到機(jī)器人在當(dāng)前管道上的當(dāng)前直行距離。

優(yōu)選的，所述當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離按如下方式計(jì)算：統(tǒng)計(jì)當(dāng)前轉(zhuǎn)彎命令的次數(shù)m；設(shè)機(jī)器人執(zhí)行單次轉(zhuǎn)彎命令的運(yùn)動(dòng)距離為s；則機(jī)器人的當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離為l，l=m×s。

綜上所述，本發(fā)明的地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)是漏點(diǎn)定位系統(tǒng)以及漏點(diǎn)定位方法的基礎(chǔ)，地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在信號(hào)較差的封閉空間的定位，利用機(jī)器人代替人類進(jìn)入狹窄空間采集前端數(shù)據(jù)，并結(jié)合遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程的控制。

附圖說(shuō)明

圖1是具體實(shí)施方式1中機(jī)器人定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是具體實(shí)施方式1中機(jī)器人的電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是具體實(shí)施方式2中漏點(diǎn)定位方法的流程框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式1

如圖1所示，一種地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，包括用于采集前端數(shù)據(jù)的機(jī)器人、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、中繼系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)；所述機(jī)器人通過(guò)中繼系統(tǒng)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)雙向通信，機(jī)器人通過(guò)通信線纜與中繼系統(tǒng)進(jìn)行有線通信；所述遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)通過(guò)中繼系統(tǒng)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信；所述遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)包括操縱桿與操縱桿通信模塊，操縱桿用于產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令，操縱桿通信模塊用于將運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令通過(guò)中繼系統(tǒng)發(fā)送給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令包括前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)彎；

所述機(jī)器人包括核心控制器，核心控制器雙向通信連接有有線通信模塊，核心控制器的信號(hào)輸入端連接有以下功能模塊：激光測(cè)距儀，用于檢測(cè)機(jī)器人距離管道前方拐彎處的距離；陀螺儀，用于檢測(cè)機(jī)器人的角速度；所述核心控制器的信號(hào)輸出端連接有以下功能模塊：攝像頭模塊，用于實(shí)時(shí)采集視頻數(shù)據(jù)并通過(guò)有線通信模塊上傳視頻數(shù)據(jù)；運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)動(dòng)作；

所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)包括存儲(chǔ)有地下管網(wǎng)電子地圖的計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)配置有以下功能模塊：

遙控命令解析模塊，用于解析遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)上傳的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令；

路程計(jì)算模塊，用于根據(jù)激光測(cè)距儀上傳的距離數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)上傳的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令來(lái)計(jì)算機(jī)器人行走路程；

方向計(jì)算模塊，用于根據(jù)機(jī)器人的角速度計(jì)算機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎方向；

軌跡重繪模塊，用于根據(jù)機(jī)器人行走路程和轉(zhuǎn)彎方向綜合計(jì)算機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，并將實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡顯示在地下管網(wǎng)電子地圖上。

上述技術(shù)方案中，機(jī)器人與中繼系統(tǒng)進(jìn)行有線通信，是保證機(jī)器人采集的前端數(shù)據(jù)能夠上傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的前提；能夠通過(guò)在后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中觀看機(jī)器人上傳的視頻來(lái)觀察路況，然后通過(guò)遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人行走運(yùn)動(dòng)的控制，大大減輕了機(jī)器人需要自行判斷路況的運(yùn)算負(fù)擔(dān)；后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)機(jī)器人采集的距離數(shù)據(jù)以及角速度實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的定位。

本具體實(shí)施方式中，所述機(jī)器人為爬行機(jī)器人，所述爬行機(jī)器人包括爬行足與機(jī)身平臺(tái)，所述爬行足為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；每個(gè)爬行足包括轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)、腿關(guān)節(jié)以及脛關(guān)節(jié)；所述轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)在水平面上與機(jī)身平臺(tái)通過(guò)舵機(jī)進(jìn)行可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述腿關(guān)節(jié)兩端分別與轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)、脛關(guān)節(jié)在鉛垂面上通過(guò)舵機(jī)進(jìn)行可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊為舵機(jī)控制模塊，所述舵機(jī)控制模塊的信號(hào)輸入端與核心控制器的信號(hào)輸出端相連，舵機(jī)控制模塊的信號(hào)輸出端分別與各舵機(jī)相連；核心控制模塊與有線通信模塊雙向通信。這樣，爬行機(jī)器人具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)彎和越障能力，十分適合于地下管網(wǎng)的路況。

本具體實(shí)施方式中，機(jī)器人的電路結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，所述機(jī)器人還包括d/a數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，所述d/a數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端、信號(hào)輸出端分別與所述攝像頭模塊的信號(hào)輸出端、有線通信模塊的信號(hào)輸入端連接。這樣，攝像頭采集的數(shù)字視頻信號(hào)被d/a數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號(hào)進(jìn)行上傳，模擬信號(hào)傳輸時(shí)占用頻譜較窄，信道利用率高。

本具體實(shí)施方式中，所述中繼系統(tǒng)包括中繼器，所述中繼器包括用于將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號(hào)的視頻采集卡。這樣，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)能直接接收到數(shù)字視頻信號(hào)，提高視頻信號(hào)的顯示速度，減小視頻信號(hào)的延時(shí)。

本具體實(shí)施方式中，還包括自動(dòng)送線器，所述通信線纜卷繞在自動(dòng)送線器上。這樣，在機(jī)器人前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎時(shí)，自動(dòng)送線器能夠?yàn)檫B接在機(jī)器人上的通信線纜提供牽引力，減少機(jī)器人拖動(dòng)通信線纜所需的動(dòng)力。

具體實(shí)施方式2

本具體實(shí)施方式是采用了具體實(shí)施方式1中地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的漏點(diǎn)定位系統(tǒng)，在地下管網(wǎng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做了如下改進(jìn)：所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)還包括漏點(diǎn)定位模塊，用于在人工根據(jù)機(jī)器人上傳的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行漏點(diǎn)排查時(shí)，將判斷為漏點(diǎn)的管網(wǎng)部位在視頻的截圖中框選出來(lái)，并抽取該視頻截圖在視頻數(shù)據(jù)中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將其與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行匹配，將匹配上的機(jī)器人位置作為漏點(diǎn)位置，并顯示在地下管網(wǎng)電子地圖上。

本具體實(shí)施方式利用機(jī)器人定位系統(tǒng)獲取到機(jī)器人在視頻中各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的地理位置，再根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的匹配關(guān)系，將漏點(diǎn)位置的定位轉(zhuǎn)換為機(jī)器人位置的定位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漏點(diǎn)的定位。

如圖3所示，采用上述漏點(diǎn)定位系統(tǒng)的漏點(diǎn)定位方法，包括以下步驟：

步驟1：將機(jī)器人放置在地下管網(wǎng)的入口處，并以該入口為機(jī)器人的初始位置，在后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中記錄初始位置并通過(guò)軌跡重繪模塊將初始位置顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上；

步驟2：?jiǎn)?dòng)機(jī)器人，機(jī)器人實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻采集，并將采集到的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)中繼系統(tǒng)上傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)將視頻數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上以便工作人員觀看；工作人員觀看視頻以觀察管道內(nèi)部的路況以及管道的滲漏情況，從而根據(jù)觀察到的路況來(lái)控制遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)的操縱桿，操縱桿通信模塊將操縱桿產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令通過(guò)中繼系統(tǒng)發(fā)送給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)遙控命令解析模塊對(duì)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令解析后，通過(guò)中繼系統(tǒng)下發(fā)給機(jī)器人；

步驟3：機(jī)器人通過(guò)有線通信模塊接收到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令，并發(fā)送給核心控制器，核心控制器將運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行與運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作；

步驟4：在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，激光測(cè)距儀與陀螺儀同時(shí)進(jìn)行工作：激光測(cè)距儀不斷向機(jī)器人前進(jìn)方向發(fā)射激光以檢測(cè)距離前方拐彎處的距離；陀螺儀實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角速度；核心控制器接收激光測(cè)距儀檢測(cè)到的距離數(shù)據(jù)以及陀螺儀檢測(cè)到的角速度，并依次通過(guò)有線通信模塊、中繼系統(tǒng)上傳至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)；

步驟5：后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)接收到的角速度來(lái)判斷機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若機(jī)器人為直行，路程計(jì)算模塊根據(jù)激光測(cè)距儀所檢測(cè)到的距離數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算機(jī)器人直行距離；若機(jī)器人正在轉(zhuǎn)彎，則根據(jù)步驟2中的遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)上傳的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)命令來(lái)計(jì)算機(jī)器人轉(zhuǎn)彎距離；路程計(jì)算模塊將轉(zhuǎn)彎距離與直行距離逐一累加從而得到機(jī)器人行走路程；

步驟6：方向計(jì)算模塊根據(jù)角速度計(jì)算出機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎方向；

步驟7：軌跡重繪模塊根據(jù)機(jī)器人行走路程和轉(zhuǎn)彎方向綜合計(jì)算機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，并將實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡顯示在地下管網(wǎng)電子地圖上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)定位；

步驟8：工作人員在觀看視頻以觀察管道內(nèi)部滲漏情況時(shí)，通過(guò)漏點(diǎn)定位模塊將判斷為漏點(diǎn)的管網(wǎng)部位在視頻的截圖中框選出來(lái)，并抽取該視頻截圖在視頻數(shù)據(jù)中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將其與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行匹配，將匹配上的機(jī)器人位置作為漏點(diǎn)位置，并將漏點(diǎn)位置顯示在地下管網(wǎng)電子地圖上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漏點(diǎn)的定位。

本具體實(shí)施方式中，所述直行距離為當(dāng)前直行距離與歷史直行距離之和；所述轉(zhuǎn)彎距離為當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離與歷史轉(zhuǎn)彎距離之和。

本具體實(shí)施方式中，所述當(dāng)前直行距離按如下方式計(jì)算：獲取機(jī)器人當(dāng)前所在管道的管道總長(zhǎng)，用管道總長(zhǎng)減去激光測(cè)距儀所測(cè)得的距離拐彎處的距離，從而得到機(jī)器人在當(dāng)前管道上的當(dāng)前直行距離。每次判斷出機(jī)器人轉(zhuǎn)彎后，則將當(dāng)前直行距離累加到歷史直行距離上，以累加后的值更新歷史直行距離。

本具體實(shí)施方式中，所述當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離按如下方式計(jì)算：統(tǒng)計(jì)當(dāng)前轉(zhuǎn)彎命令的次數(shù)m；設(shè)機(jī)器人執(zhí)行單次轉(zhuǎn)彎命令的運(yùn)動(dòng)距離為s；則機(jī)器人的當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離為l，l=m×s。在當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離計(jì)算完成后，則將當(dāng)前轉(zhuǎn)彎命令的次數(shù)m歸零，并將當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離存儲(chǔ)為歷史轉(zhuǎn)彎距離，在根據(jù)角速度判斷出機(jī)器人再次進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時(shí)，再次統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)彎命令的次數(shù)，從而求解出當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離。

對(duì)于機(jī)器人行走路程的計(jì)算，行走路程=轉(zhuǎn)彎距離+直行距離，分為以下兩種情況：

當(dāng)判斷出機(jī)器人為直行狀態(tài)時(shí)：轉(zhuǎn)彎距離=歷史轉(zhuǎn)彎距離+當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離，由于當(dāng)前轉(zhuǎn)彎距離為零，因此轉(zhuǎn)彎距離等于歷史轉(zhuǎn)彎距離，行走路程=歷史轉(zhuǎn)彎距離+直行距離；

當(dāng)判斷出機(jī)器人為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時(shí)：直行距離=歷史直行距離+當(dāng)前直行距離，由于當(dāng)前直行距離為零，因此直行距離等于歷史直行距離，行走路程=歷史直行距離+轉(zhuǎn)彎距離。