(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210540575.7 (22)申请日 2022.05.17 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 申请人 哈尔滨工业大 学重庆研究院 (72)发明人 唐亮　田爽　毛小刚　凌贤长　 荣仲迪　姚昌瑞　丛晟亦　张熙阳　 胡心雨　王名远　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 郭莹莹 (51)Int.Cl. G06N 3/00(2006.01) G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01) G06N 7/02(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06V 20/52(2022.01) G05D 1/02(2020.01) G01S 17/88(2006.01) G01J 5/48(2006.01) G01V 3/12(2006.01) B62D 57/032(2006.01) G16Y 20/10(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) G16Y 40/20(2020.01) G16Y 40/35(2020.01) G16Y 40/50(2020.01) G16Y 40/60(2020.01) (54)发明名称 一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套 技术装备 (57)摘要 一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套 技术装备， 属于堤防险情巡查技术领域。 它结合 智能机器人技术， 能够加强堤防险情巡查力度， 具有多种探查手段排查地底隐患， 利用网络云技 术实现终端数据处理和实时检测的功能。 四足仿 生机器狗上集成多种探测系统， 用于获取堤防数 据， 将数据传入数据层， 数据层通过网络层将数 据输入深度学习卷积神经网络， 深度学习卷积神 经网络进行病害特征分析， 识别应用层中的堤防 隐患病害， 由决策层进行堤防边坡安全的预警决 策。 本发明集成双 目立体视觉、 点云激光雷达和 红外热成像三种技术实现机器狗昼夜工作不间 断， 在一定范围内设置充电仓为机器狗提供昼夜 不间歇工作的动力， 具有实时监测、 反馈、 预警的 技术优势。 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 CN 114997359 A 2022.09.02 CN 114997359 A 1.一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备， 其特征在于： 包括四足仿生机 器狗以及管理系统； 所述管理系统包括数据层、 网络层、 应用层和决策层； 所述四足仿生机 器狗上集成多种探测系统， 用于获取堤防处的数据， 并将数据传 入数据层， 数据层通过网络 层将数据输入深度学习 卷积神经网络， 深度学习 卷积神经网络进行病害特征分析， 识别应 用层中的堤防隐患病害， 并由决策层进行堤防边坡安全的预警决策。 2.根据权利要求1所述的一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备， 其特征 在于： 所述多种探测系统包括： 双目立体视觉系统用于获取图像数据， 四足仿生机器狗通过双目立体视觉系统实现极 端危险环境下的自主规划巡检路线、 自主 避障、 自主复位和编队巡检； 高密度激光点云成像系统用于获取电磁回波数据， 四足仿生机器狗利用电磁回波成像 技术获得堤防边坡地下土层变化特征， 结合后台终端储备的堤防边坡数据库判断是否存在 病害； 高密度激光 点云成像系统用于获取激光 点云数据， 红外热成像系统用于获取温差数据， 红外热成像系统和高密度激光点云成像系统能够 使四足仿生机器狗满足全天候昼夜巡检工作。 3.根据权利要求2所述的一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备， 其特征 在于： 所述双目立体视觉系统中的双目立体视觉传感器(1)安装在四足仿生机器狗的头部 前端， 并在四足仿生机器狗的背部上安装高密度激光点云成像系统中的点云激光雷达传感 器(3)、 红外热成像系统的红外热成像传感器(2)以及外置储备电源(4)， 由储备电源(4)为 四足仿生机器狗和管理系统提供电力支持， 所述四足仿生机器狗的腹部安装有内腔， 并在 内腔安装有能够向下探出的伸缩机构(5)， 所述伸缩机构(5)上安装有自适应探地雷达装置 和高密度激光 点云成像系统的电磁波成像传感器。 4.根据权利要求3所述的一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备， 其特征 在于： 所述管理系统中搭建了DNN框架、 学习执行器网络和训练控制器， 通过设置机器人姿 态及建立机器人跌倒初始位置模型， 搭建DNN框架， 输出关节执行动作， 模拟输出位置轨迹 并判断是否超出空间可用范围， 如果未超出空间范围， 通过训练的控制 器控制底层运动执 行系统执 行跌倒后自主复位。 5.根据权利要求4所述的一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备， 其特征 在于： 所述四足仿生机器狗的数量设置为多个， 并设立领航机器狗和多个跟随机器狗进行 编队协作巡检， 在管 理系统中建立Leader ‑fllower队形控制框架和马丹妮模糊模 型逻辑控 制器实现相对协作定位。 6.根据权利要求1所述的一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备， 其特征 在于： 所述数据层为多源异构数据库， 由视觉图像数据库、 电磁回波数据库、 激光点云数据 库以及温差数据库构成。 7.根据权利要求6所述的一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备， 其特征 在于： 所述网络层基于5G云技术构建， 由多种传感器、 PLC和数据处理系统、 数据可视化系 统、 报警系统之间进行 数据实时传输 。 8.根据权利要求6所述的一种基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备， 其特征 在于： 所述决策层为多源异构数据管理系统， 由数据管理单元、 监测预警单元、 决策支持单权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114997359 A 2元、 应急处 理单元、 数据汇聚单 元和数据分享单 元构成。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114997359 A 3