一种核岛内机器人的通讯与充电方法、系统、介质及设备与流程

1.本发明涉及核电工业技术领域，更具体地，涉及一种核岛内机器人的通讯与充电方法、系统、介质及设备。


背景技术：

2.随着能源需求日益旺盛，越来越多的核电站拔地而起，而核电站核电厂内部有交织如网、总长度达数十公里的配管，犹如人体的血管。不管是哪一种配管，只要有一条破损，就可能导致核电厂整体引发重大事故。因此，需要经常进行设备核岛的设备的运行状态检查及养护。
3.在本发明技术之前，现有技术中，核电厂的维护和故障处理主要靠人去完成，部分方案中提供了核岛内机器人执行方案，但在重重护具底下的机器人如何进行可靠的、稳定的通信和充电控制，使核岛内运维过程安全可靠十分困难。因此，现有的在核电站的核岛厂房的各类运维工作中，目前也是主要靠人工维护，维护过程中工人需要搭建手脚架，不仅工作效率低、浪费人力，而且还可能危害工人生命健康。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明提出了一种核岛内机器人的通讯与充电方法、系统、介质及设备，通过进行核岛内低辐射区域检测，自动完成通信指令更新，并实现结合路径记录的充电控制，实现在核岛内可靠的、稳定的通信和充电控制，使得核岛内运维过程安全可靠。
5.根据本发明实施例第一方面，提供一种核岛内机器人的通讯与充电方法。
6.在一个或多个实施例中，优选地，所述一种核岛内机器人的通讯与充电方法包括：通过核辐射探测器获得机器人在一个巡检周期内的辐射剂量最低值；根据辐射剂量最低值进行辐射剂量预测运算，判断是否发起控制通信命令，若不发起则继续巡检；在收到所述控制通信命令后，将实时的获得的控制通信命令传输至远程控制中心，获得远程控制中心的通信信号并提取第一单个时段控制指令积分值和第二单个时段控制指令积分值；根据所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值生成移动方向控制指令；根据所述移动方向控制指令对机器人行进方向的控制；当机器人达到充电区域时，自动开启机器人充电。
7.在一个或多个实施例中，优选地，所述通过核辐射探测器获得机器人在一个巡检周期内的辐射剂量最低值，具体包括：通过核辐射探测器实时采集机器人所在位置的辐射剂量率；利用第一计算公式计算第i单位时段的辐射剂量率平均值；利用第二计算公式计算巡检周期的辐射剂量最低值；
所述第一计算公式为：其中，pi为第i单位时段的辐射剂量率平均值，ni为第i单位时段的采样次数，f
t
为辐射剂量率；所述第二计算公式为：z=min(pi)其中，z为所述巡检周期的辐射剂量最低值，min()为最小值获取函数。
8.在一个或多个实施例中，优选地，所述根据辐射剂量最低值进行辐射剂量预测运算，判断是否发起控制通信命令，若不发起则继续巡检，具体包括：根据所述巡检周期的辐射剂量最低值，获得对应的单位时段，作为低辐射时段；根据所述低辐射时段提取辐射剂量最低值对应的第s个辐射剂量率；利用第三计算公式计算通信时段内的辐射剂量率预测值；判断辐射剂量率预测值和辐射剂量最低值对应的第s个辐射剂量率是否满足第四计算公式，若满足则发起控制通信命令，若不满足则继续巡检；所述第三计算公式为：其中，y为通信时段内的辐射剂量率预测值，kj为预设的第j个预测系数，s为预测所用的辐射剂量率的数据总量，为辐射剂量最低值对应的第j个辐射剂量率；所述第四计算公式为：其中，lime为预设的辐射剂量率的限度，max()为取最大值的函数。
9.在一个或多个实施例中，优选地，所述在收到所述控制通信命令后，将实时的获得的控制通信命令传输至远程控制中心，获得远程控制中心的通信信号并提取第一单个时段控制指令积分值和第二单个时段控制指令积分值，具体包括：获得所述控制通信命令，将控制通信命令中的前一半的数据作为第一单个时段的控制指令值，将后一半的数据作为第二单个时段的控制指令值；利用第五计算公式计算所述第一单个时段控制指令积分值；利用第六计算公式计算第二单时段控制指令积分值；所述第五计算公式为：其中，e
r1
为第一单个时段的第r1个控制指令值，d1为所述第一单个时段控制指令积分值，s1为第一单个时段总时间长度，r1为第一单个时段时间编号；
所述第六计算公式为：其中，e
r2
为第二单个时段的第r2个控制指令值，d2为所述第二单个时段控制指令积分值，s2为第二单个时段总时间长度，r2为第二单个时段时间编号。
10.在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值生成移动方向控制指令，具体包括：机器人实时获取所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值；利用第七计算公式计算所述移动方向控制指令，并实时更新；所述第七计算公式为：其中，z为所述移动方向控制指令，b1为预设的第一方向动作裕度值，b2为预设的第二方向动作裕度值。
11.在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所述移动方向控制指令对机器人行进方向的控制，具体包括：机器人实时提取当前的所述移动方向控制指令；当机器人在提取到所述移动方向控制指令后，移动预设的距离；并机器人移动完成后，记录当前的位置信息。
12.在一个或多个实施例中，优选地，所述当机器人达到充电区域时，自动开启机器人充电，具体包括：每次机器人移动完成后，自动扫描机器人的预设范围内是否存在充电设备；向所述充电设备发出充电确认命令；所述充电设备收到充电确认命令后，向机器人反馈充电控制命令；机器人在接收到所述充电控制命令后，向所述充电设备移动并进行充电。
13.根据本发明实施例第二方面，提供一种核岛内机器人的通讯与充电系统。
14.在一个或多个实施例中，优选地，所述一种核岛内机器人的通讯与充电系统包括：辐射检测模块，用于通过核辐射探测器获得机器人在一个巡检周期内的辐射剂量最低值；路径检测模块，用于根据辐射剂量最低值进行辐射剂量预测运算，判断是否发起
控制通信命令，若不发起则继续巡检；控制判断模块，用于在收到所述控制通信命令后，将实时的获得的控制通信命令传输至远程控制中心，获得远程控制中心的通信信号并提取第一单个时段控制指令积分值和第二单个时段控制指令积分值；信息更新模块，用于根据所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值生成移动方向控制指令；位置更新模块，用于根据所述移动方向控制指令对机器人行进方向的控制；充电控制模块，用于当机器人达到充电区域时，自动开启机器人充电。
15.根据本发明实施例第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。
16.根据本发明实施例第四方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机程序指令，其中，所述一条或多条计算机程序指令被所述处理器执行以实现本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。
17.本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本方案通过自动检测最低辐射区域，实时调整通信命令的更新，进而实现高效的、可靠的机器人通信。
18.本方案通过结合路径记录，进行自动的充电控制，并实现指定区域的安全充电。
19.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
20.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法的流程图。
23.图2是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的通过核辐射探测器获得机器人在一个巡检周期内的辐射剂量最低值的流程图。
24.图3是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的根据辐射剂量最低值进行辐射剂量预测运算，判断是否发起控制通信命令，若不发起则继续巡检的流程图。
25.图4是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的在收到所述控制通信命令后，将实时的获得的控制通信命令传输至远程控制中心，获得远程控制中心的通信信号并提取第一单个时段控制指令积分值和第二单个时段控制指令积分值的流程图。
26.图5是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的根据所述第
一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值生成移动方向控制指令的流程图。
27.图6是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的根据所述移动方向控制指令对机器人行进方向的控制的流程图。
28.图7是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的当机器人达到充电区域时，自动开启机器人充电的流程图。
29.图8是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电系统的结构图。
30.图9是本发明一个实施例中一种电子设备的结构图。
具体实施方式
31.在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.随着能源需求日益旺盛，越来越多的核电站拔地而起，而核电站核电厂内部有交织如网、总长度达数十公里的配管，犹如人体的血管。不管是哪一种配管，只要有一条破损，就可能导致核电厂整体引发重大事故。因此，需要经常进行设备核岛的设备的运行状态检查及养护。
34.在本发明技术之前，现有技术中，核电厂的维护和故障处理主要靠人去完成，部分方案中提供了核岛内机器人执行方案，但在重重护具底下的机器人如何进行可靠的、稳定的通信和充电控制，使核岛内运维过程安全可靠十分困难。因此，现有的在核电站的核岛厂房的各类运维工作中，目前也是主要靠人工维护，维护过程中工人需要搭建手脚架，不仅工作效率低、浪费人力，而且还可能危害工人生命健康。
35.本发明实施例中，提供了一种核岛内机器人的通讯与充电方法、系统、介质及设备。该方案通过进行核岛内低辐射区域检测，自动完成通信指令更新，并实现结合路径记录的充电控制，实现在核岛内可靠的、稳定的通信和充电控制，使得核岛内运维过程安全可靠。
36.根据本发明实施例第一方面，提供一种核岛内机器人的通讯与充电方法。
37.图1是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法的流程图。
38.在一个或多个实施例中，优选地，所述一种核岛内机器人的通讯与充电方法包括：s101、通过核辐射探测器获得机器人在一个巡检周期内的辐射剂量最低值；s102、根据辐射剂量最低值进行辐射剂量预测运算，判断是否发起控制通信命令，若不发起则继续巡检；
s103、在收到所述控制通信命令后，将实时的获得的控制通信命令传输至远程控制中心，获得远程控制中心的通信信号并提取第一单个时段控制指令积分值和第二单个时段控制指令积分值；s104、根据所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值生成移动方向控制指令；s105、根据所述移动方向控制指令对机器人行进方向的控制；s106、当机器人达到充电区域时，自动开启机器人充电。
39.在本发明实施例中，通过自动进行辐射检测、路径分析和控制，实现对于在核岛内运行的巡检机器人在行进过程中如何进行通信和充电，在规划路径时，自动经过充电区域，进行机器人充电，一方面可以保证可靠的通信，另一方面，可以确保每次能够足够的电能。
40.图2是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的通过核辐射探测器获得机器人在一个巡检周期内的辐射剂量最低值的流程图。
41.如图2所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述通过核辐射探测器获得机器人在一个巡检周期内的辐射剂量最低值，具体包括：s201、通过核辐射探测器实时采集机器人所在位置的辐射剂量率；s202、利用第一计算公式计算第i单位时段的辐射剂量率平均值；s203、利用第二计算公式计算巡检周期的辐射剂量最低值；所述第一计算公式为：其中，pi为第i单位时段的辐射剂量率平均值，ni为第i单位时段的采样次数，f
t
为辐射剂量率；所述第二计算公式为：z=min(pi)其中，z为所述巡检周期的辐射剂量最低值，min()为最小值获取函数。
42.在本发明实施例中，核心目的是为了能够在巡检中，通过实施的检测不同时段内的辐射量的平均值，获得最低辐射量对应的位置，这个位置进行通信最为安全和可靠。
43.图3是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的根据辐射剂量最低值进行辐射剂量预测运算，判断是否发起控制通信命令，若不发起则继续巡检的流程图。
44.如图3所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述根据辐射剂量最低值进行辐射剂量预测运算，判断是否发起控制通信命令，若不发起则继续巡检，具体包括：s301、根据所述巡检周期的辐射剂量最低值，获得对应的单位时段，作为低辐射时段；s302、根据所述低辐射时段提取辐射剂量最低值对应的第s个辐射剂量率；s303、利用第三计算公式计算通信时段内的辐射剂量率预测值；s304、判断辐射剂量率预测值和辐射剂量最低值对应的第s个辐射剂量率是否满足第四计算公式，若满足则发起控制通信命令，若不满足则继续巡检；
所述第三计算公式为：其中，y为通信时段内的辐射剂量率预测值，kj为预设的第j个预测系数，s为预测所用的辐射剂量率的数据总量，为辐射剂量最低值对应的第j个辐射剂量率；所述第四计算公式为：其中，lime为预设的辐射剂量率的限度，max()为取最大值的函数。
45.在本发明实施例中，主要是针对于核岛中机器人停止巡检进行通信前的预测和分析，分析未来一段时间如何进行通信，其核辐射的水平是否会高于一个预设的裕度，若超过预设的裕度则暂时不进行通信，等待下一次巡检后，再进行通信，尽量保证每次通信的时刻是相对可靠的。
46.图4是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的在收到所述控制通信命令后，将实时的获得的控制通信命令传输至远程控制中心，获得远程控制中心的通信信号并提取第一单个时段控制指令积分值和第二单个时段控制指令积分值的流程图。
47.如图4所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述在收到所述控制通信命令后，将实时的获得的控制通信命令传输至远程控制中心，获得远程控制中心的通信信号并提取第一单个时段控制指令积分值和第二单个时段控制指令积分值，具体包括：s401、获得所述控制通信命令，将控制通信命令中的前一半的数据作为第一单个时段的控制指令值，将后一半的数据作为第二单个时段的控制指令值；s402、利用第五计算公式计算所述第一单个时段控制指令积分值；s403、利用第六计算公式计算第二单时段控制指令积分值；所述第五计算公式为：其中，e
r1
为第一单个时段的第r1个控制指令值，d1为所述第一单个时段控制指令积分值，s1为第一单个时段总时间长度，r1为第一单个时段时间编号；所述第六计算公式为：其中，e
r2
为第二单个时段的第r2个控制指令值，d2为所述第二单个时段控制指令积分值，s2为第二单个时段总时间长度，r2为第二单个时段时间编号。
48.在本发明实施例中，第一和第二单个时段控制指令积分值更加倾向于能够体现这
段时间的控制信号正确命令的倾向范围，因此，以此为基础进行分析。
49.图5是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的根据所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值生成移动方向控制指令的流程图。
50.如图5所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值生成移动方向控制指令，具体包括：s501、机器人实时获取所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值；s502、利用第七计算公式计算所述移动方向控制指令，并实时更新；所述第七计算公式为：其中，z为所述移动方向控制指令，b1为预设的第一方向动作裕度值，b2为预设的第二方向动作裕度值。
51.在本发明实施例中，移动方向控制指令为0，标识了机器人不移动，进行检修工作，移动方向控制指令为2、4、6时，均需要向左运行；移动方向控制指令为1、3、5时，均需要向左运行；移动方向控制指令为2、3、8时，均需要向前运行；移动方向控制指令为1、4、7时，均需要向后运行；移动方向控制指令为7、8时，左右不移动；移动方向控制指令为5、6时，前后不移动；通过这种方式，即使在核岛中产生较多的信息干扰时，依然能够保证当前的数据的整体均值属于可控的范围，不会因为部分的数据的变化，影响到整体的判断结果。
52.图6是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的根据所述移动方向控制指令对机器人行进方向的控制的流程图。
53.如图6所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所述移动方向控制指令对机器人行进方向的控制，具体包括：s601、机器人实时提取当前的所述移动方向控制指令；s602、当机器人在提取到所述移动方向控制指令后，移动预设的距离；s603、并机器人移动完成后，记录当前的位置信息。
54.在本发明实施中，为了能够快速的进行机器人控制，通过前一步设置的移动方向控制指令进行8个方向的移动，为了每次控制的方向不会出现错误，每次的移动距离都是固定的，并在移动后记录当前的定位位置，用于进行下一次通信时的信息更新。
55.图7是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电方法中的当机器人达到充电区域时，自动开启机器人充电的流程图。
56.如图7所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述当机器人达到充电区域时，自动开启机器人充电，具体包括：s701、每次机器人移动完成后，自动扫描机器人的预设范围内是否存在充电设备；s702、向所述充电设备发出充电确认命令；s703、所述充电设备收到充电确认命令后，向机器人反馈充电控制命令；s704、机器人在接收到所述充电控制命令后，向所述充电设备移动并进行充电。
57.在本发明实施例中，为了能够进行快速和可靠的充电，机器人自动进行充电设备的判断，当获得对应的充电设备在预设范围内后，才开始进行充电过程控制，在经过一次通信握手后，完成可靠的充电控制。
58.根据本发明实施例第二方面，提供一种核岛内机器人的通讯与充电系统。
59.图8是本发明一个实施例的一种核岛内机器人的通讯与充电系统的结构图。
60.在一个或多个实施例中，优选地，所述一种核岛内机器人的通讯与充电系统包括：辐射检测模块801，用于通过核辐射探测器获得机器人在一个巡检周期内的辐射剂量最低值；路径检测模块802，用于根据辐射剂量最低值进行辐射剂量预测运算，判断是否发起控制通信命令，若不发起则继续巡检；控制判断模块803，用于在收到所述控制通信命令后，将实时的获得的控制通信命令传输至远程控制中心，获得远程控制中心的通信信号并提取第一单个时段控制指令积分值和第二单个时段控制指令积分值；信息更新模块804，用于根据所述第一单个时段控制指令积分值和所述第二单个时段控制指令积分值生成移动方向控制指令；位置更新模块805，用于根据所述移动方向控制指令对机器人行进方向的控制；充电控制模块806，用于当机器人达到充电区域时，自动开启机器人充电。
61.在本发明实施例中，通过模块化设计，自动构建了集合辐射检测、路径分析和控制功能的控制系统，实现对于在核岛内运行的巡检机器人在行进过程中如何进行通信和充电，一方面可以保证可靠的通信，另一方面，可以确保每次能够足够的电能。
62.根据本发明实施例第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。
63.根据本发明实施例第四方面，提供一种电子设备。图9是本发明一个实施例中一种电子设备的结构图。图9所示的电子设备为通用核岛内机器人的通讯与充电装置，其包括通用的计算机硬件结构，其至少包括处理器901和存储器902。处理器901和存储器902通过总线903连接。存储器902适于存储处理器901可执行的指令或程序。处理器901可以是独立的微处理器，也可以是一个或者多个微处理器集合。由此，处理器901通过执行存储器902所存储的指令，从而执行如上所述的本发明实施例的方法流程实现对于数据的处理和对于其它装置的控制。总线903将上述多个组件连接在一起，同时将上述组件连接到显示控制器904和显示装置以及输入／输出（i/o）装置905。输入／输出（i/o）装置905可以是鼠标、键盘、调制解调器、网络接口、触控输入装置、体感输入装置、打印机以及本领域公知的其他装置。典型地，输入／输出装置905通过输入／输出（i/o）控制器906与系统相连。
64.本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本方案通过自动检测最低辐射区域，实时调整通信命令的更新，进而实现高效的、可靠的机器人通信。
65.本方案通过结合路径记录，进行自动的充电控制，并实现指定区域的安全充电。
66.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
67.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
68.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
69.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
70.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。