年3月27日,中央电视台CCTV-10科教频道《创新进行时》栏目报道了陕西科技大学工业设计研究所设计开发的产品——自动巡检机器人,为高铁安全运行保驾护航,大大提升高铁主控机房工作效率,降低高铁运行潜在风险,带来较高的社会经济效益。本期推送,带你领略自动巡检机器人和它背后的团队。
央视《创新进行时》栏目报道
哪里需要自动巡检机器人?
中国拥有占世界65%以上的高铁运营里程,是世界高铁运营里程最长的国家。中国高铁是新时代中国制造的优秀代表,是一张靓丽的国家名片。高铁出行也渐渐成为人们出行的主要方式。
在高铁沿线有一个特别的组成部分,每隔15千米就要设置一个中继站房来保障沿线信号传输的连续和通畅。中继站房数量多,散布在高铁沿线,很多甚至在人迹罕至的地方,所以中继站房一般不会安排人员值守。但是,如果中继站房的设备出现问题,再安排就近人员赶赴维护,效率低下,也会耽误高铁的正常运营。工程师们设想,有没有可能用机器替代人工?实现全年无休值守,还能检查机房的设备是否运转正常?于是,自动巡检机器人应运而生。
自动巡检机器人能干啥?
由陕西科技大学工业设计研究所设计开发的自动巡检机器人是一款实时进行高铁大型主控机房安全巡检的智能机器人,可对机房内情况监测的全覆盖,实现对高铁数据、传输机房、信号站的及时维护和巡检,提高机房巡检的可靠性和安全性,是在一些特殊条件下保障高铁安全运行的一种智能作业方式。
该款机器人定位于高铁大型主控机房安全巡检,具有自动巡检、自动回充、智能判别、自动报警等功能,为高铁安全运行保驾护航,大大提升高铁主控机房工作效率,降低高铁运行潜在风险,带来较高的社会经济效益。其无人系统感知智能与信息融合关键技术如下:
1)基于视觉、激光、超声、MEMS等传感器信息融合技术,提取环境特性信息。突破信息分析与信息融合关键技术,实现环境模型构建。数据与模型对比匹配技术,实现环境位置定位。研究环境感知与学习技术,构建环境地图信息。设计无人控制系统,结合环境物体特征与属性,自主决策,实现路径规划功能。
指标:无人系统能够实现环境模型构建与物体识别,物体识别率≥80%。完成地图构建与位置匹配,定位精度≤8cm,位置可重复精度≤10cm。
2)基于视觉、激光、超声、光照等传感器信息融合技术,突破高安全性需求下的定位、导航、避障技术。结合环境状态感知与补偿系统,提升图像识别能力,实现图像识别零误差。设计智能巡检机器人,对无人值守机房的设备状态、环境指标进行巡检。
指标:机器人导航避障成功率%,定位精度≤10cm,直线行进速度≥80cm/s,避障速度≥15cm/s。设备状态综合识别率%。
智能巡检机器人原理
研发团队主要成员都有谁?
该产品为陕西科技大学工业设计研究所与中电科西北集团有限公司西安分公司校企联合开发。项目由陕科大桑振副教授主持,贺雪梅、关瑛、江涛、胡志刚等老师协助指导,崔国鹏等10名以上专业研究生及本科生参与项目研发。项目经历数十次团队讨论、头脑风暴及方案推敲,向甲方提供完整设计方案近10款,研发周期历时1年。
背后的学科力量来自于?
陕西科技大学工业设计专业始于年的轻工产品造型设计,年开始专业招生(西部最早),年招收工业设计方向硕士研究生,年成为学校划归陕西省后中央直管的四个专业之一,年评为省级名牌专业,年,陕西科技大学工业设计研究所成立,年被评为国家级一流建设专业。目前建成了安康市、西安浐灞生态区、南通市政府等5个校地平台;与方太厨具、拙雅设计、山东小鸭集团等近20家企业保持长期稳定合作,为企业研发新产品百余款,以校企协同促进人才培养质量。
多年来,陕西科技大学工业设计专业扎根西部、辐射全国、聚焦轻工,依托设计学一级博士点,以设计思维、方法与实践为主线,强调设计策划、整合与开发,强化设计研究及项目实践能力,突出工科思维导向与工程实践,形成了工效研究与产品整合设计、文化传承与创意设计、用户研究与服务设计等教学特色与优势。站在国家一流专业建设的新起点,工业设计专业积极调整和升级办学思路:以推进人才培养供给侧改革为目标导向,纵合政府平台、横联优质企业,积极挖掘区域社会资源,重塑人才培养资源,为社会经济发展和优质专业人才培养力争做出更大贡献!