1 智能巡检机器人平台架构及功能
1.1 智能巡检机器人平台架构
图1 为智能巡检机器人架构设计。如图1 所示，智能巡检机器人按照功能分为通信模块、主控计算机和控制软件3 部分，下设云台控制单元、导航控制单元、环境感知传感器单元和电源管理单元。其中运行在中央控制单元的机器人控制软件具备机器人任务执行、机械运动控制、图像采集识别、电源管理等功能；云台控制单元集成了最为重要的几个应用功能，即气体激光遥测、可视图像采集、红外热成像和夜间灯光辅助照明功能；导航控制单元是整个系统的核心单元，负责机器人运动姿态和外界环境感知的信息采集、路径规划和导航、机器人运动控制和机器人避障等功能；环境感知传感器单元提供系统灵活的功能扩展；电源管理单元辅助整个机器人终端的电源供电。
1.2 智能巡检机器人功能
1）可见光图像识别。巡检机器人系统具备高清实时视频采集、监控平台实时显示功能，能够对数字表、指针表、液位计、阀门等设备以及“跑、冒、滴、漏”进行拍照并识别，将图像实时上传至监控系统，并对异常情况进行预警。
2）温度检测。巡检机器人系统搭载红外热成像仪，能够对设备表面温度进行采集，将红外图像及温度数据实时上传至监控系统，并对温度异常设备进行监测预警。
3）环境噪声检测。巡检机器人系统搭载有音频采集设备，能够采集设备的运行噪声，对声音进行分析及学习，对噪声异常设备进行预警。
4）环境温湿度检测。巡检机器人系统可对巡检环境进行温湿度的实时监测。
5）夜间补光。巡检机器人系统搭载LED 照明设备，可完成夜间或照明不佳情况下的正常巡检工作。
6）巡检模式设定。巡检机器人系统具有自动巡检、手动巡检模式，自动巡检模式根据设定巡检路线进行自动巡检，机器人在巡检过程中可自主避障和自主规划路线；监控中心可远程手动控制机器人，实现控制机器人行走、停止，云台旋转，高清相机变倍、聚焦、光圈调整，并能远程控制机器人拍摄照片。
7）自主充电。巡检机器人系统具有自主运行及自主充电功能，充电后继续巡检工作，满足连续不间断巡检要求，有效提高巡检效率，增加巡检频次。
8）远距离网络传输功能。巡检机器人系统无线通信网络可实现与厂站网络的互联，实现机器人与作业区管理平台通信链路对接，监控中心可远程实时查看机器人工作状态及对机器人进行远程操作。
9）防碰撞预警。巡检机器人系统在固定路线巡检过程中，实时探测周围环境，遇到可能发生的碰撞情况后停止移动并发送预警信息。
10）通信传输。巡检机器人系统能与后台进行双向信息交互，信息交互内容包括检测数据和机器人本体状态数据；通信系统具有良好的移动接入、漫游能力，保证高清视频和数据传输不会中断、卡顿；从数据接入点到智能巡检机器人之间的高速数据传输采用WIFI 无线网络，可以保证视频、音频等各类数据实时可靠传输。
1.3 巡检任务管理
智能巡检机器人控制软件提供了巡检点设置、巡检区域设置、定时巡检任务、巡检任务配置、巡检结果查看等功能，并提供了对应界面。其中巡检任务有4 种模式，分别为：可见光图像识别任务、红外热成像识别任务、音频采集任务和甲烷遥测任务。当机器人行进到设有巡检任务的地标点后，根据本地数据库预存储信息触发拍照任务，可见光成像模块完成目标图像的数据采集与图像处理，红外热成像模块完成红外图像的采集并对目标完成测温操作，音频采集模块采集目标设备的音频数据，云台接收到甲烷遥测模块指令，按预先设定程序完成甲烷遥测，将检测数据存储于数据库并保存。
2 智能巡检机器人执行任务类型
2.1 全景甲烷遥测任务
巡检机器人搭载的激光红外甲烷遥测装置可根据需要随时随地完成甲烷气体浓度检测，具有检测覆盖范围大、精度高、全天候、智能化的特点，通过设定报警阈值，实现与现场固定式点型气体探测器优势互补、双重保障。
2.2 声音频谱分析任务
关键动设备的运行状态声音频谱数据的采集与分析，避免仅靠人工经验分析带来的结果不准性与结果处置滞后性。采集装置区关键机泵运行声音频谱，建立机泵频谱数据库，进行声音频谱数字化、自动化存储以及机泵运行状态可视化、智能化分析，在传统机泵接触式温度、振动监测传感器基础上增加新维度的声音频谱数据监测，有助于实现多维立体式机泵运行状态监测体系，构建智能化石化装置安全管理。
2.3 录音器任务
巡检点设置机泵运行录音器任务。巡检点机器人巡检现场试验检测数据进行统计分析。通过数据的归一化，判断声音是否有超值超限异常。
2.4 红外测温任务
红外热成像技术具有灵敏度高、检测准确度高的特点，利用红外热成像技术对机泵运行中的表面温度进行监测，明确热分布状态，实现机泵高温部位准确定位与成像，为保障机泵安全运行提供可视化信息参考。可将红外热成像技术与计算机算法分析相结合，进一步实现机泵故障红外成像诊断，对机泵运行状态进行检测，明确故障属性、故障定位与故障程度。此外，可以对管道、空冷管束等进行红外热成像监测，获得管道内流体流态、温度分布、腐蚀辅助监测以及堵塞、冻凝等信息。
2.5 指针式仪表读数任务
就地压力表、温度计表盘均为圆盘型单指针仪表。通过图像识别解析当前就地仪表的数值。存在转动角度偏差、光线太强太暗、表盘遮挡，导致数值无法读取的问题。