智能化石油勘探機器人平臺設計分析范文

本站小編為你精心準備了智能化石油勘探機器人平臺設計分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：本文提出了以節能減排為核心理念，結合人工智能技術設計了一種智能普適化石油勘探機器人平臺。平臺具有信息采集、地圖構建、自主巡邏安防等功能，能夠解決現階段行業中存在的能耗問題，具有一定意義。

關鍵詞：普適化平臺；自主安防；信息采集

1研究背景及發展現狀

國家發展離不開能源，因此石油相關產業仍舊有很大的市場空間。石油產業作為我國經濟增長的一大動力，發揮著不可替代的作用。同時，我國經濟總體規模較大，且機器人擁有量和技術水平極低，隨著人工智能時代的來臨，各行業對機器人的需求數量也是相當可觀的。而現階段對石油機器人的研究多局限于鉆桿連接、導管架安裝、水下開閥關閥、鉆井等，針對石油勘探開發領域的研究內容較為匱乏。在進行正式石油開采任務之前，石油勘探人員需要親身在野外進行實踐，這就產生了很高的人力成本。在勘探設備方面，由于設備集成度低且操作復雜，據統計只有13%的勘探人員可以借助勘探機器人進行作業。同時，由于利益驅使石油盜竊日益猖獗，但由于油氣安保機器人的研發空白，使得油田需要投入大量的人力物力成本，造成嚴重的資源浪費。最后，由于石油地質行業的工作環境惡劣，但當今市場上缺乏可以在信號失效區域仍能夠正常使用的石油勘探裝置。針對石油機器人存在的問題現狀，我們設計了本裝置，其具有高集成度，能夠自主完成勘探和安防任務，節約能源，對石油行業的節能減排具有一定的意義。

2設計方案

本文提出一種智能普適化石油勘探機器人平臺，其能自主實現環境信息采集、地圖構建、自主巡邏安防等功能。為實現機器人自主運行和勘探時的先遣偵查，本文采用在樹莓派嵌入式系統上移植ROS操作系統，調用相應功能包，及時定位與地圖構建算法與機器人自主導航控制。

3工作特性及應用場景分析

平臺具有普適性和可開發性兩大特性：適用于各類機器人載體，可根據用戶需求，搭載勘探領域常用信息采集傳感器設備，實現相應的目標功能。平臺采用開源性系統，用戶可以對其進行二次開發。同時，本文提出油田安保功能主要用于油田、海上石油平臺、油氣管道等場所的安防巡邏于無人值守工作，達到解放人力，節約成本的效果，具體功能如下：（1）定時巡邏：按照設定時間路線進行巡邏，對異常情況進行檢測并處理。（2）入侵檢測：對進入警戒區域的人員進行檢測。采用激光雷達、深度攝像頭等傳感器對人體、人臉進行分析定位。（3）聯網報警：檢測到異常，發送報警信息到監控后臺。（4）現場警告：檢測到入侵后，機器人發出警告聲音，并開啟爆閃燈進行警告。（5）防御處置：根據設定的防御等級及入侵的程度開啟防御，并根據檢測的目標位置進行瞄準，智能分析，調整好姿態，激發武器，確保命中目標。（6）遠程操控：在后臺和移動終端上查看現場情況，并對機器人進行遠程操作5創新點與應用。

4創新點與設計規劃

對比現階段石油地質行業存在著勘探資源浪費、設備功能單一、場地安防監控投入成本高等能源消耗問題，本文提出的自主信息采集、地圖構建及自主安防功能能夠進行科考活動先遣的地圖構建，提供未知地域的二維平面地圖，提供更多的地域參考信息，方便科考隊員的后期工作。同時，本文提出的綠色普適化勘探機器人平臺，生產成本低，方便拆卸與維護，節約設備采購開發和人員成本。憑借系統自身具備多次開發能力的優勢，實現定制化服務。在林區巡檢、地震救援、商場服務等多個領域，擁有廣闊的應用前景，具有一定創新性與節能減排意義。對于未來規劃設計，本文擬搭載基于無線傳輸模塊實現的遠程遙控同步抓取機構，通過人體佩戴機械爪后對機械臂的遠程遙控操作進行地質樣本等的遠程控制自主采集。并針對石油地質行業危險程度及意外發生幾率大的特質，通過自組網技術，及時搭建通信系統，保證機器人在惡劣環境下正常工作，防止設備損失。

參考文獻：

[4]宋偉科.基于多機器人的開放式智能控制系統關鍵技術研究與開發[D].天津大學，2012.

作者：白昊東 單位：山東省日照實驗高級中學