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行业领域

高技术服务业

需求背景

石油化工行业属于高危行业，其生产存储等过程具有易燃易爆、高温高压、有毒有害等特点。全国的油气站厂库每年因厂区设施设备故障所造成的重特大安全生产事故达到100余起，普通安全生产事故更超过10万余件,造成巨量经济损失与人员伤亡，因此石油化工行业定期检查厂区各项指标成为保障厂区安全生产的必不可少的工作。目前行业的巡检主要以人工为主，为改善行业安全生产现状，自2015年以来，国家多个部委，连续提出机器人产业的相关发展规划，拟定“高危岗位机械化换人自动化减人”的方针，鼓励企业提升本质安全水平，利用先进的机器人技术逐步减少和替代高风险岗位和区域的操作人员数量。

而现有巡检机器人普遍存在智能化水平不高，不满足行业特需的防爆特性，本项目围绕危化行业的巡检机器人的关键技术与应用问题，研究场景精准感知技术，突破对场景理解和模型的跨域适配等关键技术，提升现有机器人自主定位与导航能力、多模态感知能力，集成设计具有防爆、防尘、防水等特性的适应恶劣场景的机器人产品，实现在综合平台调度下的多机器人协同工作的能力。通过项目进一步强化本土龙头企业在特种机器人领域的领先地位。

基于此目标，设计一整套四足机器人运动控制技术方案，针对全地形运动的能力需求,突破现有运动系统的硬件设计、步态控制、感知规划等瓶颈，促进防爆四足机器人解决方案的推广。通过使用该方案，企业可以提高机器人的运行效率、作业效率，满足四足机器人对不同业务场景使用需求。

方案包括但不限于：产品设计、硬件制造、控制系统和软件算法。

设计理念遵循防爆、绿色节能、高效率、低成本和智能化。

需解决的主要技术难题

面向危化行业的智能巡检机器人关键技术研究与应用需要解决的主要技术难题包括以下几个方面：

1. 多传感器融合技术：智能巡检机器人需要搭载多种传感器，如视觉传感器、红外传感器、气体传感器等，以获取周围环境的信息。如何将这些传感器的数据进行融合，提高环境感知和识别能力，是一个关键的技术难题。

2. 高精度定位与导航技术：在复杂的危化环境中，智能巡检机器人需要准确地定位自身位置，并能够规划合适的路径进行巡检。如何实现高精度的定位与导航，以应对环境中的各种障碍物和复杂地形，是一个重要的技术难题。

3. 智能决策与路径规划技术：智能巡检机器人需要根据实时的环境信息和任务需求，做出智能决策并规划最优路径。如何设计高效的决策算法和路径规划算法，考虑到危化环境中的安全性和效率性，是一个关键的技术难题。

4. 智能识别与检测技术：智能巡检机器人需要能够识别和检测危化环境中的各种目标物体和异常情况，如泄漏、火灾等。如何设计高效的目标识别和异常检测算法，提高机器人的感知能力和准确性，是一个重要的技术难题。

5. 机器人操作与控制技术：智能巡检机器人需要能够执行各种操作任务，如开关控制、样品采集等。如何设计灵活且精准的机器人操作与控制技术，以适应危化环境中的各种操作需求，是一个关键的技术难题。

6. 人机交互与远程监控技术：智能巡检机器人需要与人进行有效的交互，并能够通过远程监控系统进行实时监控和操作。如何设计友好的人机交互界面和高效的远程监控系统，提高机器人的可操作性和可控性，是一个重要的技术难题。

解决这些技术难题，可以提高智能巡检机器人在危化行业中的应用效果和安全性，为危化行业的生产和管理提供更好的支持。

期望实现的主要技术目标

防爆化工智能巡检机器人让人员更安全，巡检更智能化。其具有减少安全事故率、保证人员安全、降低运维成本、提高工作效率、实现智能化监控等优势。

一是巡检机器人适用在特殊、复杂、危险的环境中，执行全天候不间断的巡检工作，全程视频记录实时上传，及时异常提醒操作人员，降低高危区域安全风险，减少值班人员数量及工作强度，从而保证人员的安全。

二是巡检机器人配置各类智能感知设备。夜间巡检时使用星光级的高清摄像头，弥补人工夜间巡检疲劳增加的缺陷，保证安全巡检的全面覆盖，提升企业数字化运维能力，降低运维成本，较传统方式可节约成本一半。

三是巡检机器人可长时效无故障工作，减少人为故障因素。并且，它可实现实时监控，对危害提前预警预防，降低事故发生和人员伤亡，加强安全生产管理，从而提高工作效率。

四是巡检机器人实行智能化监控，改变行业巡检模式，提升巡检的智能化水平，通过数据的智能采集，提供可靠的科学依据,实现大数据分析下的安全管理。

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