[发明专利]一种管道检测机器人队列形成及演变方法

摘要

本发明公开了一种管道检测机器人队列形成及演变方法，通过建立管道检测机器人队列的通信模型，对该模型进行数学分析，得出任意两个机器人在同一管道和相邻管道中的最大通信直线距离，再对管道检测机器人队列进行队形规划，得出管道检测机器人队列的队形形成和演变的方法，本发明的检测机器人队列集体进入管道的方式耗时较短，队形的形成和演变效率高，同时队形演变时，检测机器人间的通信机制的变化使得队形的演变更加有序和高效，所提出的管道检测机器人队列在复杂燃气管道中的队形形成及演变方法符合实际管道检测工程的应用。

主权项

1.一种管道检测机器人队列形成及演变方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)定义机器人队列中任意两个机器人通信强度为C，令其中α为任意两个机器人的相对位置处于同一管道或相邻管道时的衰减倍数，为任意两个检测机器人之间的通信直线距离，根据所选的通信方式分别确定任意两个机器人位于同一管道或相邻管道时的通信强度C和衰减倍数α值，再由公式对C值求极值分别得到任意两个机器人相对位置在同一管道或相邻管道时的最大直线距离(2)定义队列末端到队列前端的机器人依次为R1～Rn，定义机器人队列中，任一机器人Ra前方的机器人为其通信前端，后方的机器人为其通信后端，则机器人Ra的通信关系为(Ra‑1,Ra+1)，令先进入管道的机器人首先成为父结点机器人，后进的机器人与前面的机器人发生角色转换，被任命为新的父结点机器人，前面的机器人为子结点机器人，不同的角色对应不同的行为方式，地面工作站负责规划机器人队列的协作任务、运行路线及通信机制,机器人队列接收来自地面工作站的命令后按照顺序进入管道，先进入管道的机器人依赖后进入管道的机器人形成对外的通信链路，在遇到管道分支时，位于分叉口的机器人作为通信中继站维护分叉口两侧子结点机器人的对外通信，管道检测机器人队列向管道探索依靠的是父结点机器人与其子结点机器人保持有效的通信，首先地面工作站控制机器人队列R1～Rn进入第一级管道，管道检测机器人队列有如下三种情况：①机器人队列在本级管道中前进探索；②机器人队列的机器人Rn未检测到本级管道探测完成但机器人Rn检测遇到分支管道时，机器人队列先进入分支管道中进行检测，检测完成后再返回到本级管道中对本级管道未检测部分继续检测；③机器人队列的Rn检测到本级管道检测完成，且机器人Rn检测到下一级管道拐角，则地面工作站控制机器人队列R2～Rn拐入下一级管道中继续检测；(3)机器人队列对所有管道检测完成后，地面工作站控制机器人队列按照返回至原点。