巡检机器人“上岗”既安全又高效

　　通体蓝色，“脚踩”履带，由电子科技大学荷福研究院、中建八局工程研究院、BIM技术研究所联合开发的大型隧道防爆多功能检测机器人看起来像一辆小坦克。7月19日，在荷福研究所的实验室里，研究人员正在进行优化和调试。

　　6月26日，它刚刚在某超大型隧道工程施工现场“小试牛刀”-独立避障爬坡，测量周围气体成分、气源定位、智能喷雾除尘、掌面三维成像扫描……完成隧道内环境探测、掌面扫描等隧道作业问题，顺利通过现场测试演练。

　　项目组正在倒工期，8月中旬即将进入更高强度的中试，为后续交付和正式应用奠定基础。

　　长期以来，爆破后山体结构不稳定、各种未知成分气体泄漏、粉尘浓度高等问题一直是隧道工程施工领域的难点。在传统的施工方法下，只有在全天候打开隧道通风管时，才能依靠人力进行观察和检测，工程师的生命健康才面临各种潜在风险。

　　“爆破后隧道内哪些地方产生了哪些气体？是炸得太多还是炸得不够？工作面结构稳定吗？”R&D团队成员表示，如果这些问题能通过机器人到爆破后的区域来发现，既能保证施工人员的安全，又能大大提高施工效率。

　　研发团队围绕消除隧道现的局部安全风险，研发团队在该多功能检测机器人中集成了许多应用程序。进入隧道作业后，可实现作业面结构机动成像分析、各种易燃易爆危害气体检测和气源位置分析、实时除尘喷雾、作业区360度全面监测和现场建模。

　　“在过去的爆破之后，工程师通常需要等待一段时间才能进入。爆破后，机器人可以立即到爆破点附近的检测环境，相当于让机器人进入前站，分析不安全因素，并在项目部的大屏幕上呈现数据和视频。”研发团队成员说。

　　作为智能的“安全管理员”，它还将独立导航，独立避免障碍物，独立越过障碍物。爆破后的隧道通常会产生不规则和复杂的地形，这要求机器人具有独立的路径导航和爬坡和越障能力。这也解释了为什么这个机器人采用了履带式设计。同时，它还配备了激光雷达和高清摄像头，可以扫描地图，规划路径，成功通过25厘米高的障碍物和35厘米的水深。

　　“更重要的是，我们通过收集和分析大量隧道数据，自主开发了掌面图像识别算法。”研发团队成员说。掌面，是隧道施工中推进的作业面。

　　通过该算法，可以准确绘制和提取隧道手掌表面的岩层边界和凹凸轮廓，特别是通过探头视觉感知分析爆破后新露出的手掌表面的薄弱部分，并以云图形式传输到后台，为隧道工程手掌表面提供综合解决方案。

　　团队负责人表示，隧道防爆检测机器人还计划整合电子科技大学现有太赫兹光谱扫描技术，进一步完善隧道手掌扫描分析、爆破结构分析等功能，有效提高复杂地貌条件下超大型隧道工程施工的运行效率和安全性能。

　　据荷福研究院相关负责人介绍，该机器人经试验合格后，可用于隧道施工、日常自动检查和各种危险复杂环境的检测和操作。