输油场站巡检机器人系统及软件设计
基于物联网的智能巡检机器人的设计与开发
基于物联网的智能巡检机器人的设计与开发近年来，随着物联网技术的不断发展和普及，智能巡检机器人成为了巡检领域的一项热门技术。
智能巡检机器人通过互联网、感知技术、机器视觉等技术手段，实现对设备设施的智能监控和巡检。
与传统的人工巡检相比，智能巡检机器人具有效率高、精度高、安全性强等优势，广泛运用于机场、水利、能源等领域。
本文将介绍基于物联网技术的智能巡检机器人的设计与开发。
一、智能巡检机器人的基本功能智能巡检机器人主要包括：导航和定位、物体识别与分类、环境感知、智能控制与决策等方面的技术。
具体包括以下功能：1.导航和定位：智能巡检机器人必须具备导航和定位的功能，才能在巡检区域内自主行走。
该功能一般采用激光雷达、视觉传感器等技术实现。
2.物体识别与分类：智能巡检机器人必须能够自主识别巡检区域内的设备或器材，并根据巡检任务要求进行分类。
该功能一般采用深度学习等技术实现。
3.环境感知：智能巡检机器人必须能够自主感知巡检区域内的环境信息，包括温度、湿度、光照等因素。
该功能一般采用传感器技术实现。
4.智能控制与决策：智能巡检机器人必须能够根据感知到的信息，自主分析判断和决策，并根据任务要求执行相应的控制动作。
该功能一般采用机器学习、智能算法等技术实现。
二、智能巡检机器人的系统设计与实现智能巡检机器人的整体架构通常包含硬件平台、嵌入式软件系统、云平台以及运维管理系统四个方面。
1.硬件平台：硬件平台是整个智能巡检机器人的物理实体，包括底盘、传感器、处理器、电池、通信设备等硬件部件。
硬件平台是实现巡检机器人功能的基础和保障。
2.嵌入式软件系统：嵌入式软件系统是智能巡检机器人的主要程序，控制机器人各个模块的运作。
该系统主要包括导航定位、物体识别与分类、环境感知、路径规划、控制决策等功能模块，同时需要考虑到系统的实时性、可靠性、可控性等方面的要求。
3.云平台：云平台是智能巡检机器人的后台管理系统，负责机器人的数据管理、任务调度、异常处理、数据分析等工作，同时也是后续的数据挖掘与应用的数据提供平台。
基于深度学习的巡检机器人系统设计与实现
基于深度学习的巡检机器人系统设计与实现摘要：近年来，随着深度学习技术在图像识别和目标检测领域的快速发展，巡检机器人逐渐成为许多领域中提高工作效率和降低人力成本的重要工具。
本文介绍了一种基于深度学习的巡检机器人系统的设计与实现，该系统结合了机器人技术和深度学习算法，能够实现对设备和环境进行自动巡检和监测，并及时发出警报。
通过实际应用验证，该系统具有较高的准确性和稳定性，可为各个行业提供有效的巡检解决方案。
1. 引言巡检是许多行业中必不可少的工作环节，传统的巡检方式通常需要大量的人力资源和时间成本。
然而，随着智能化技术的发展，基于深度学习的巡检机器人应运而生，能够在更短的时间内、更精确地完成巡检任务。
本文就基于深度学习的巡检机器人系统的设计与实现进行探讨。
2. 巡检机器人系统架构基于深度学习的巡检机器人系统主要由硬件平台和软件系统两部分组成。
硬件平台包括机器人载体、传感器模块和通信模块，而软件系统则包括图像识别与检测模块、路径规划与控制模块以及数据处理与分析模块。
3. 图像识别与检测模块深度学习算法是图像识别与检测模块的核心。
通过训练深度卷积神经网络（CNN），可以实现对设备和环境的自动识别与检测。
针对不同的巡检任务，可使用相应的数据集对CNN进行训练，使其具备对特定目标的识别能力。
4. 路径规划与控制模块路径规划与控制模块用于确定巡检机器人的行进路径，并控制机器人的移动。
基于深度学习的路径规划算法能够根据机器人所处环境的实时状态，智能地计算最优的巡检路径，提高巡检效率。
5. 数据处理与分析模块巡检机器人在巡检过程中会产生大量的数据，数据处理与分析模块负责对这些数据进行存储、处理和分析。
通过对数据的分析，可以实现对设备和环境状态的监测，并及时发现可能存在的问题。
6. 实验与结果分析为了验证基于深度学习的巡检机器人系统的性能，进行了一系列实验并对实验结果进行了分析。
实验结果表明，该系统在不同环境和设备上具有较高的准确性和稳定性，能够有效地完成巡检任务。
化工厂智能巡检机器人系统设计
化工厂智能巡检机器人系统设计发表时间：2020-11-30T15:32:44.430Z 来源：《基层建设》2020年第23期作者：谢永芳[导读] 摘要：随着经济的迅速发展，化工厂的产品交易量不断提升，其中包含一些易燃易爆和有毒的气体，为了保证工厂内部的安全，定期对工厂内部的温度、烟雾浓度等环境状况进行检查成了日常必不可少的工作，稍不留神还会造成错检漏检的情况，甚至可能会引起火灾等安全事故的发生。
中韩（武汉）石油化工有限公司湖北武汉 430000摘要：随着经济的迅速发展，化工厂的产品交易量不断提升，其中包含一些易燃易爆和有毒的气体，为了保证工厂内部的安全，定期对工厂内部的温度、烟雾浓度等环境状况进行检查成了日常必不可少的工作，稍不留神还会造成错检漏检的情况，甚至可能会引起火灾等安全事故的发生。
目前，虽然市场上也有很多巡检机器人，但是大多数机器人都是只能进行视频监控，功能十分单一，所以非常有必要设计一款智能巡检机器人。
关键词：化工厂；智能巡检机器人系统；设计引言智能巡检机器人以智能化技术为基础，具有可编程性，随着技术发展，智能巡检机器人的功能逐步完善，使得其在应用过程中模拟人工操作，替代了传统人工巡检。
这种巡检方式较为灵活，受到外界气候、环境等因素影响较小，适用于各种巡检工作。
智能巡检机器人本身携带有红外热像仪等相关设备，可以在巡检过程中进行自动与手动巡检环境因素的识别和把控、火警预警与消防等。
总之，其功能逐步趋于完善，比传统人工巡检具有更大优势，应用前景广阔。
1智能巡检机器人的作用智能巡检机器人能够代替人工实现远程例行巡检工作，有效减少人工，实现巡检工作的智能化，智能巡检机器人作用主要分为６个方面：（1）智能巡检机器人能够定点、定时、定路径巡检，有效提高巡检工作的工作效率和质量；（2）视频监控，智能巡检机器人能够携带定制摄像头，通过视觉识别技术进行有效监控，自主完成巡检任务并传回相应数据信息；（3）数据分析，智能巡检机器人能够针对采集的数据信息进行分析判断，将相应的分析结果通过系统传输到客户端，有效提高巡检工作的工作效率；（4）红外测温，智能巡检机器智能巡检机器人能够识别指针、数字、位置、颜色等多种信息，提高巡检工作的质量；（5）自动回充，智能巡检机器人具有自动导航功能，能够在巡检结束后，能够根据充电基座发出的信号，导航回到充电基座进行充电。
矿用带式输送机防爆无人巡检智能机器人设计研究
1 无人巡检智能机器人总体方案设计1.1 巡检智能机器人工作流程设计的巡检智能机器人主要沿着带式输送机的走向进行运动，行走速度可以根据实际需要进行设置。
机器人在巡检过程中对带式输送机的运行状态信息进行采集，采集信息包括图像信息、声音信息、温度信息以及位置信息等，采集得到的数据信息传输至控制中心进行处理。
上述的四种状态信息分别通过工业相机、拾音器、红外热成像仪、无源电子标签进行捕捉，将捕捉得到的状态信息进行融合能够快速定位故障问题。
基于无线网络实现数据信号的传输，捕捉得到的状态数据信号经过处理器分析后，如果没有异常则机器人继续进行巡检，如果存在异常机器人会马上停止运行并通过系统发出警报，以提升工作人员。
1.2 巡检智能机器人总体结构在充分结合煤矿实际情况的基础上，设计的防爆无人巡检智能机器人总体上包含三部分，分别为驱动系统、控制系统、用户界面。
（1）驱动系统。
考虑煤矿工作环境，巡检机器人运行时具有距离长、线路固定单一、往复复检等特征。
所以选用轨道式驱动方案对机器人进行驱动。
（2）控制系统。
当前阶段，工业领域使用比较广泛的控制器主要包括三种形式，分别为可编程度控制器、单片机和工控机。
工控机实质就是微型计算机，由于计算机技术已经发展非常成熟，因此工控机与另外两种控制器相比较，其性能更加优越，比如稳定性、可拓展性、环境适应性等更好。
所以，本系统中选用工控机作为主控制器。
（3）用户界面。
作用是将各类传感器收集得到的状态数据信息进行实时显示，并基于用户界面实现对巡检智能机器人的远程控制。
当控制器对状态数据信号进行分析后发现带式输送机存在故障问题时，用户界面会弹出警告信息。
2 无人巡检智能机器人驱动系统设计对比分析不同驱动方案后，最终选择的是自驱动式齿轮齿条传动驱动方案，驱动装置主要由齿轮齿条、直流电机、支撑轮组等部分构成。
轨道通过工字钢焊接制作，齿条安装在工字钢轨道的底部位置，电机驱动齿轮转动，进而带动整个巡检智能机器人的往前推进。
管道巡检机器人的设计与实现
管道巡检机器人的设计与实现随着工业自动化的不断发展，各行各业对于机器人的需求也越来越高。
在石油、化工等行业中，管道的巡检一直是一项重要且繁琐的工作。
传统的管道巡检方式需要人工参与，不仅费时费力，而且存在安全隐患。
因此，设计并实现一款管道巡检机器人成为了行业内的迫切需求。
一、设计理念管道巡检机器人的设计理念是结合机器人技术与无人机技术，通过对管道进行全方位的巡检，确保管道的正常运行。
机器人需要具备自主导航、障碍物避让、安全监测等功能，以应对复杂和危险的工作环境。
二、关键模块（一）自主导航模块：机器人需要通过激光雷达、视觉传感器等设备获取周围环境的信息，并通过内置的导航系统确定行进路径。
同时，机器人需要具备SLAM（Simultaneous Localization and Mapping，同时定位与地图构建）能力，以保证行进轨迹的准确性和稳定性。
（二）机械臂模块：为了能够对管道进行全方位的巡检，机器人需要搭载灵活且可伸缩的机械臂。
机械臂上配备摄像头、传感器等设备，可以对管道的细节进行检查和记录。
机械臂模块还需要具备深度学习算法，能够对检测到的异常情况进行分析和预警。
（三）传感器模块：机器人需要搭载各种传感器，如温度传感器、振动传感器、气体检测传感器等，以实时监测管道的运行状态。
这些传感器要能够准确感知管道内部的各项指标，并将数据传输给控制中心，以便对异常情况及时处理。
（四）通信模块：机器人要能够与控制中心实时进行数据交互和信息传输。
通过无线通信技术，机器人可以将巡检数据、管道状态等信息上传到云端，以供后续的数据分析和处理。
三、实现技术（一）导航定位技术：利用激光雷达、视觉传感器等设备获取机器人周围环境的信息，通过内置的导航系统进行路径规划和优化，从而实现自主导航的能力。
（二）机械臂技术：采用灵活且可伸缩的机械臂，通过精确控制机械臂的运动，实现对管道的巡检。
同时，机械臂上配备的摄像头、传感器可以获取管道内部的详细信息。
输油站场机器人巡检工作内容
输油站场机器人巡检工作内容随着科技的不断进步，机器人在各个领域的应用也越来越广泛。
在输油行业中，机器人的运用也成为一种趋势。
输油站场机器人巡检工作能够提高工作效率，减少人力资源的浪费，同时也能够保证工作的准确性和安全性。
一、机器人巡检工作的介绍输油站场机器人巡检工作是指通过机器人对输油站场进行定期巡检和检修的工作。
机器人可以实时监测输油站场的各项设备和管道的运行情况，及时发现问题并进行修复，确保输油站场的正常运行。
二、机器人巡检工作的流程1. 安全检查：机器人在巡检前需要进行安全检查，确保机器人本身的安全性。
包括检查机器人的电池电量、传感器的正常工作等。
2. 巡检设备：机器人会按照预定的路线巡检输油站场内的各项设备，包括泵站、阀门、压力传感器等。
机器人会通过激光传感器、摄像头等设备进行数据采集，将采集到的数据上传到云端进行分析和处理。
3. 异常检测：机器人在巡检过程中会对设备进行实时监测，发现异常情况会及时报警。
比如，当机器人检测到某个设备的温度异常升高时，会立即报警并通知相关人员进行处理。
4. 维护工作：机器人巡检完成后，会对输油站场内的设备进行维护工作。
比如，机器人会对设备进行润滑、清洁等操作，以确保设备的正常运行。
5. 工作报告：机器人巡检工作完成后，会生成一份详细的巡检报告。
报告中包括设备的运行情况、异常情况的处理情况等内容。
这些报告可以作为参考，用于后续的维修和改进工作。
三、机器人巡检工作的优势1. 提高工作效率：机器人可以24小时不间断地进行巡检工作，减少了人力资源的浪费，提高了工作效率。
2. 准确性和可靠性：机器人通过传感器和摄像头对设备进行监测，可以实时获取设备的运行情况，避免了人工巡检可能出现的疏漏和错误。
3. 安全性：机器人可以代替人工进行一些危险的巡检工作，减少了工作人员的伤害风险，提高了工作的安全性。
4. 数据统计和分析：机器人巡检工作可以将采集到的数据上传到云端进行统计和分析，帮助管理人员了解设备的运行情况和故障原因，为后续的维修和改进工作提供参考。
石油管道智能巡检APP系统设计方案
石油管道智能巡检APP系统设计方案引言：随着石油产业的不断发展，大规模的石油管道的建设和维护变得越来越重要。
为了提高石油管道的安全性和效率，石油公司需要一个智能巡检系统来监控和管理管道的运行情况。
本文将介绍一个石油管道智能巡检APP系统的设计方案。
一、系统需求分析1.系统维护人员需求-系统管理员：负责用户管理、数据监控和系统配置等工作。
-现场工作人员：负责管道巡检任务的执行和数据采集等工作。
2.功能需求-管道巡检任务管理：包括新建、分派、查看和处理巡检任务。
-数据采集和分析：实时采集巡检员上传的数据，并进行数据分析和油气泄漏预警。
-管道地图显示和位置定位：显示管道的地理位置和管道周边环境。
-管道设备管理：对管道上的设备进行管理，包括设备信息录入、查询和维护等。
-统计和报表功能：对巡检数据进行统计和生成报表。
-用户权限管理：根据用户角色设置不同的权限。
3.非功能需求-系统安全：保障数据的安全性和用户权限的合法性。
-系统稳定性：保证系统能够长时间稳定运行。
-用户友好性：界面简洁、操作方便、响应迅速。
1.系统架构设计考虑到石油管道的分布广泛，我们采用分布式架构设计。
系统包括前端APP、后端服务器和数据库。
APP负责数据采集和显示，服务器负责数据处理和存储，数据库负责数据的存储。
2.APP设计APP需要支持Android和iOS两个平台，并提供合理的用户界面和流畅的用户体验。
APP的主要功能包括巡检任务列表、地图显示、数据采集、设备管理和报表统计等。
APP与服务器通过接口进行数据交互。
3.服务器设计服务器采用云服务器，具备高性能、高可靠性和可扩展性等特点。
服务器通过提供RESTful API接口与APP进行数据交互，负责处理APP上传的巡检数据和生成报表。
4.数据库设计数据库采用关系数据库，用于存储用户信息、巡检任务数据、设备信息和报表数据等。
数据库需要具备高安全性，采用合理的数据表结构和索引设计，以支持快速查询和报表生成。
输电线路智能巡检机器人系统的研制及应用
输电线路智能巡检机器人系统的研制及应用摘要：输电线路安全巡检是一项具有较强复杂性的工作，由于电力传输线路具有较高的分散性，线路较长，设备繁多，其管控难度大，管理内容多，涉及范围广，潜在风险性高，一旦没有及时发现设备问题，很容易出现设备故障，甚至引起大面积停电事故，积极研制与有效应用输电线路智能巡检机器人系统，可以依据输电线路实际特点和需求，提升管理效率，降低风险隐患，持续强化管控效果。
本文首先概述了输电线路智能巡检机器人研制现状，结合对目前输电线路智能巡检机器人应用所面临问题的分析，探究了输电线路智能巡检机器人系统的关键技术应用要点，以供参考。
关键词：智能巡检机器人；输电线路；电力企业输电线路巡检部门；应用；研制输电线路中的智能巡检机器人，简单来说就是结合输电线路运行环境，融合无线传输技术、安防技术、机器人视觉技术、导航定位技术、传感器技术等为一体智能系统，在具体使用中通过遥控与自主方式，发挥各项巡检功能，减轻设备巡检工作人员的工作量与工作危险性，通过精准判断与细致分析各种数据，及时发现输电线路运行风险隐患或者现存问题，给问题的处理解决提供正确方向，进而提升输电线路自动化管理水平，顺利构建智能电力企业输电线路巡检部门。
由此可见，思考输电线路智能巡检机器人系统的研制及应用具有重要现实意义。
1.输电线路智能巡检机器人研制现状随着我国社会经济的快速发展，智能电网建设需求不断提升，输电线路作为电网重要组成部分，近几年在研制智能巡检机器人方面加大了关注和投入力度，促进了该系统健全完善，其研制现状可以从以下几方面反映出来。
首先，系统机械机构系统方面。
现阶段，一些输电线路智能巡检机器人都具备了良好的越障机构技术，应用机械原理切实解决了很多输电线路所处区域智能巡检容易遇到的问题。
其次，通信系统方面。
我国几大通信公司对于智能巡检机器人研制提供了较为成熟的4G无线通信技术，目前已经步入了对智能巡检机器人通信系统的5G无线传输技术研发中，便于相关输电线路安全巡检管理单位各种设备信息的高效、安全、稳定传输。
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Ғ՚输油场站巡检机器人系统及软件设计Inspection robot system and software designfor oil storage transportation station 李军伟，朱宇昌，张树生，孙 宁，裴文良LI Jun-wei, ZHU Yu-chang, ZHANG Shu-sheng, SUN Ning, PEI Wen-liang（中信重工开诚智能装备有限公司，唐山 063020）摘 要：石油化工企业的输油场站承载着成品油的储存、运输及终端销售任务，输油场站的巡检工作十分重要。
为保证输油场站的安全，研制了一种输油场站巡检机器人系统。
阐述了巡检机器人系统的组成和实现方法，介绍了机器人本体嵌入式控制软件和上位机监控识别软件的设计方法。
应用结果表明，该巡检机器人系统工作可靠，故障判断及时准确，取得了较好的效果。
关键词：输油场站；巡检机器人；软件设计；图像识别中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2019)02-0097-03收稿日期：2018-06-25作者简介：李军伟（1989 -），男，河北唐山人，工程师，本科，研究方向为矿山机械设备、自动化电子设备及产品 设计、研发。
0 引言输油场站是石油化工企业中一个非常重要的环节，承载着成品油的储存、运输及终端销售供给的作用。
为了确保输油场站及成品油的安全，每天需要大量的专业人员对输油场站内的管路及设备进行定时巡视。
这种方式危险性高、劳动强度大，而且受巡检工个人工作能力的限制，巡检质量也参差不齐。
随着机器人技术的发展，一种新的利用机器人的巡检模式应运而生。
巡检机器人可搭载一系列传感器，代替巡检人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等现场进行巡检、探测，有效解决巡检人员的劳动强度大、现场数据信息采集不足等问题，而且还可以对现场管道、仪表等设备的运行状况和显示信息进行监测和识别判断，有效提高输油场站的自动化和智能化水平，具有广阔的发展空间和应用前景。
本文介绍了一种输油场站巡检机器人系统及其软件设计方法，在输油站中取得较好的应用效果。
1 巡检机器人系统组成输油场站巡检机器人系统由防爆轮式巡检机器人、自动充电装置、无线基站和上位机远程控制站组成。
防爆轮式巡检机器人、无线基站和上位机远程控制站通过无线方式进行通信。
1.1 防爆轮式巡检机器人防爆轮式巡检机器人是巡检系统中的主体，防爆轮式巡检机器人主要由轮式运动底盘、智能双视云台、挥发性有机物探测器、前后导航组件、避障传感器、防爆扬声器、天线、拾音器以及自动充电组件等组成，巡检机器人外观结构如图1所示。
轮式运动底盘包括防爆驱动机构和车轮，防爆驱动机构共有四组，具有相同的机械结构且相互独立，均由防爆壳体组件、驱动电机、减震缓冲器、减速机和驱动轴组成；四组独立防爆驱动机构各具有一个独立的减震缓冲器，组成四组独立的长行程悬挂装置；当机器人在崎岖地面行走移动时，四组独立的长行程悬挂装置可保证每个车轮与地面完全接触，避免车轮出现打滑现象。
智能双视云台上搭载有高清摄像机和热成像仪，用于对现场设备进行高效巡视。
摄像机镜头装有雨刷，能够清理镜头玻璃上的水渍和浮土等，使监控画面维持在较清晰的状态。
挥发性有机物探测器用于实时监测成品油的泄漏情况，采用新一代真空纳米陶管光致电离（PID）检测技术，内置高性能隔膜气泵，响应迅速，恢复时间快。
红外避障传感器用于检测机器人行进路程中障碍物的情况，该传感器集发射与接收于一体，检测距离可以根据要求进行调节，调节范围为0～3米，该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、使用方便等特点。
巡检机器人在前、后各安装一个避障传感器，可有效避免与障碍物的碰撞，提高机器人运行过程中的安全性能。
为了使巡检机器人按照规定的路线进行巡检，在巡检机器人前、后方底部装有磁导航传感器。
该磁导航传感器具有低功耗、灵敏度高的特点，采用16点检测，点间距1cm，使巡检机器人高速或转弯时不易丢失导航信号。
1.2 无线基站在巡检机器人的工作区域设有无线基站，多台无线基站之间通过光纤进行连接，使整个巡检机器人工作区域都被无线网络覆盖，以实现与远程控制站（服务器）的连接通讯。
巡检机器人检测到的数据信息通过无线传输，上传至上位机服务器进行监控、分析、告警等。
1.3 上位机远程控制站上位机远程控制站（服务器）访问巡检机器人采集的信息，然后进行分析处理，如有异常自动报警，或通过网络转接发送短信给用户及上传给上级部门，供专家团队决策。
客户端通过服务器可以对现场巡检机器人进行远程操控，如关键点复查等操作。
巡检机器人上位机操作界面由系统、控制、查询、配置等部分组成，程序启动后，默认为系统界面，通过选择菜单栏，可进入相应的界面。
系统界面主要分为：菜单栏、状态栏、状态信息栏、操作栏、系统信息栏、报警信息栏、可见光视频图像、红外热像等部分。
如图2所示。
图2 上位机系统界面1.4 自动充电装置巡检机器人可以进行自身状态识别，实现自诊断功能，当检测到电量低后，自动返回充电。
巡检机器人自动充电装置由充电桩和防爆充电控制箱组成，两设备之间由电缆进行连接，在安全区完成自动充电。
机器人在运行过程中，自身检测到电量低于设定值后，自动寻找充电桩，进行充电。
到达充电时间，根据预先设定模式，继续巡检或休眠。
自动充电接触部采用电气闭锁技术，不充电时或故障状态下，触点禁止带电，以保证运行安全。
在防爆区域也可以进行手动应急充电操作。
2 巡检机器人系统软件设计巡检机器人系统软件由两大部分构成，分别为机器人本体嵌入式控制软件和上位机监控识别软件。
2.1 机器人本体嵌入式控制软件机器人本体控制软件程序主要完成对巡检机器人本体的控制功能、自诊断功能以及和上位机的通讯功能。
机器人本体嵌入式控制软件首先对底层程序进行配置和初始化，如单片机时钟、GPIO接口、串口、CAN、IIC、DAC、ADC、看门狗等，然后对应用层初始化，主要配置与上位机通讯点表、伺服电机工作模式及状态、各类传感器初始数据等。
最后进入循环程序，不断执行报警处理函数、命令执行函数和通讯处理函数三个模块函数。
报警处理函数完成对自身状态识别判断，如前方是否有障碍物、是否存在电池电量、电机故障、传感器故障等。
命令执行函数是上位机下发命令的执行模块，逻辑性较强。
如自动模式、手动模式、到点检位逻辑操作等等。
通讯处理函数主要完成采集所有传感器数据、自身电量数据及与上位机通讯。
机器人本体嵌入式控制软件主流程图如图3所示。
䇳⤚⺃⭧㦩⧪㼒䄨䐨㚽㯌㬴䊧㲉㳍㼀䂐㪚㡘⽍㶃⡽䍰⪌ⶱ㡘⿴ⳃ㾵䇱〛㹐㲞⥃㡘㬑䅕㡘㔷㬞䊬Ⱀ⭸㝭⪦⭝⼞⪌ⶱ㡘䔔⤚⺃⭧ⷀ㤆㪄㼒〛㼀㎣㵰㑕䇇を㋋图1 防爆轮式巡检机器人外观结构图3 机器人本体嵌入式控制软件主流程图2.2 上位机监控与识别软件2.2.1 机械式仪表读数识别方法上位机监控与识别软件采用C++语言进行开发设计，一是负责对巡检机器人上传的数据进行分析处理、异常报警及记录存档，实时刷新界面，浏览视频；二是对巡检监测的设备，如仪表、阀门等的工作状态进行识别。
巡检机器人到达巡检位后，上传到位信号及点检位卡片号，通过卡片号调用相应云台预制点，初步寻找仪表或者阀门位置，通过分析确定目标在画面中的位置进行闭环调节，再次捕获清晰的目标照片进行状态、数据识别。
输油场站内的目标主要包括机械仪表（压力表、温度表等）、电子仪表（流量计等）、阀门（球阀、截止阀、蝶阀等）等。
经过预先标定，将每处需要拍照检测的目标观测点设置为云台的预置点，机器人通过导航及RFID定位运行到点检位，自动调用云台预制位后进行拍照，为了避免出现抓拍中无目标漏检问题出现，先抓拍一张视野较大的全景图，通过算法分析锁定目标位置。
然后根据每个目标的位置进行云台自动调节，得到放大的特写图，以便提高识别精准度，最后对特写图目标进行识别。
下面以机械式仪表为例，阐述一下仪表读数的识别方法。
首先根据目标位置截取仪表图像，然后对图像进行灰度处理、平滑处理，去除摄像机成像过程中的噪点。
接下来对图像进行二值化，采用自适应的局部阈值，这样可以避免阴影的影响。
二值化分出许多刻度及其他信息，不同刻度线所在的直线会相交，它们的焦点汇聚到仪表盘的圆心位置。
根据统计相交最多的点，求出圆心位置。
圆心到刻度线中心的平均距离为仪表盘的半径。
围绕着圆心，保留仪表盘半径内的二值信息，选取最大的联通区域为指针区域。
指针联通区域的点拟合成直线，根据直线斜率求出指针的角度。
机械式仪表识别程序流程图如图4所示。
图4 机械式仪表读数识别流程图2.2.2 阀门状态识别方法阀门开关状态判定主要分为四个步骤：1）初始信息输入：包括阀门法兰直径长度、阀门打开和关闭长度；采集图像输入：定位阀门位置，输入待识别阀门图片。
2）定位法兰位置在图片中寻找深蓝色区域、定位法兰区域，如果蓝色区域没有找到，则进行图片二值化，画轮廓，通过最大轮廓得到法兰区域，计算法兰占的像素数。
3）定位阀杆位置在图片法兰区域上部查找红色区域，定位阀杆位置，如未识别到红色，则对图片进行二值化，统计中心点附近黑像素多少，定位阀杆位置，计算阀杆占的像素数。
4）确定阀门开关状态通过法兰所占的像素数及输入的法兰直径长度，计算出每个像素代表多少毫米，阀杆占的像素数乘以每个像素代表的毫米数，即得阀杆长度；将计算后得到的阀杆长度与输入的阀门关闭时阀杆长度进行比较，如果大于某一阈值，则认为阀门是打开状态，小于某一阈值则认为阀门处于关闭状态。
3 系统应用情况该输油场站巡检机器人系统已在某输油站成功应用，根据现场巡检工艺流程，巡检机器人24小时不间断运行，进行巡检作业，完成了输油站对油罐、过滤器、减压阀、流量计等输油设备的巡检任务以及对点检位仪表及阀门的状态识别，上位机监控画面如图5所示。
应用结果表明，该巡检机器人系统数据采集准确，监控画面清晰，故障判断及时，节省了大量的人力物力，不仅替代了人工巡检工作，达到了无人值守的目的，而且减员增效效果明显，取得了较好的经济效益，该巡检机器人系统也可用于其他设备巡检领域，具有广阔的应用前景。
图5 上位机监控画面4 结论针对石化企业输油场站设备巡检问题，本文介绍了一种输油场站巡检机器人系统及其软件设计方法，巡检机器人完成对设备的数据采集、图像传输，无线基站完成机器人与上位机之间的无线通讯，上位机远程控制站完成现场监控和图像识别，发现故障及时报警。
实际应用证明，该系统组成结构合理、功能完善，软件设计方法正确，达到了输油场站无人值守的目的。
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