1. Aperçu du système de robot d'inspection
Le système de robot d'inspection se compose du robot d'inspection quadrupède, de la plateforme sur rail, de la plateforme d'alimentation, de la plateforme de communication, du module de positionnement et d'autres sous-systèmes. L'architecture du système est organisée en trois couches : la couche d'exécution, la couche de communication et la couche de gestion. La couche d'exécution comprend le robot d'inspection quadrupède intelligent et le module de recharge autonome, permettant l'acquisition de données, la recharge autonome et d'autres fonctions.
1.1. Robot d'inspection quadrupède intelligent
Comme illustré ci-dessous, le robot d'inspection quadrupède est équipé d'un système de surveillance du méthane au laser, d'un système de télédétection du méthane au laser et d'une vidéo haute définition. Il est contrôlé par un processeur embarqué haute performance et utilise des composants de qualité industrielle pour un fonctionnement fiable et des fonctionnalités complètes.
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2.1.1. Système avancé de détection de méthane au laser
Le système avancé de détection de méthane au laser utilise la technologie TDLAS (spectroscopie d'absorption laser à diode accordable) pour échantillonner et analyser le méthane dans l'air. La limite de détection peut atteindre le niveau de 500 ppb. En analysant les fluctuations de la concentration de méthane atmosphérique, le système détermine s'il peut y avoir une fuite de gaz à proximité. Cela permet une détection précoce des conditions anormales, aidant à prévenir l'escalade vers des incidents majeurs et à réduire les risques potentiels pour les biens et le personnel. Les principaux paramètres de performance sont les suivants :
Performances du système avancé de détection de méthane au laser :
1) Limite de détection : 500 ppb
2) Mesure sur toute la plage prise en charge
3) Analyse rapide, avec un ensemble de données de mesure émis toutes les 0,5 s
4) Fonction d'alarme de température anormale ; seuils d'avertissement/alarme configurables avec alertes de surchauffe
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2.1.2. Caméra à lumière visible haute définition
La caméra couleur haute définition de qualité industrielle est une caméra réseau jour/nuit avec 4 mégapixels et une résolution maximale de 2688 × 1520. Elle prend en charge des fonctions telles que la compensation d'exposition et la balance des blancs automatique, permettant la capture d'images et la transmission de données dans une large gamme de conditions d'éclairage.
Spécifications de la caméra à lumière visible haute définition :
1) Résolution maximale : 2688 × 1520
2) Longueur focale : 5–160 mm ; zoom optique 32× ; zoom numérique 16×
3) Résolution maximale : 2K ; prend en charge l'iris automatique, la mise au point automatique, la balance des blancs automatique, la compensation du contre-jour, la plage dynamique étendue (WDR), la réduction de bruit numérique 3D et la commutation jour/nuit
4) Prend en charge les fonctions intelligentes basées sur l'apprentissage profond :
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2.1.3. Système de télédétection du méthane à lumière visible co-axial
Grâce à une conception optique, le système de télédétection du méthane à lumière visible co-axial maintient la même ligne de visée que la caméra à lumière visible, permettant "ce que vous voyez est ce que vous mesurez". Il sert de module de détection visuelle pour le robot et prend en charge la confirmation des emplacements de fuite par photo.
Spécifications du système de télédétection :
1) Distance de détection maximale : 100 m
2) Limite de détection statique : 5 ppm·m
3) Norme technique applicable : JJF-078
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2.2. Plateforme d'alimentation
Le robot d'inspection quadrupède intelligent utilise une architecture d'alimentation combinée comprenant des batteries au lithium à libération rapide et une recharge sans contact distribuée.
Lorsque la batterie du robot est faible, il peut se recharger au point de recharge le plus proche. Chaque station de recharge distribuée utilise 220 VAC provenant de la boîte de distribution la plus proche comme entrée d'alimentation, prenant en charge un fonctionnement fiable sur le terrain. Avant que le robot ne confirme sa position et ne s'arrime à la station de recharge, la station reste hors tension pour éviter un accostage sous tension. Une fois parfaitement aligné, le robot transmet un signal et la station de recharge s'allume pour commencer la recharge.
1) Les points de recharge distribués utilisent 220 VAC comme entrée d'alimentation pour un fonctionnement fiable sur le terrain
2) Le robot d'inspection quadrupède est alimenté par batterie et utilise une batterie au lithium ternaire
3) La capacité de la batterie prend en charge plus de 15 km de déplacement à pleine charge sur une seule charge
4) La station de recharge est conçue en principe pour éviter la génération d'étincelles pour une sécurité accrue
5) Le robot prend également en charge le remplacement rapide de la batterie ; en cas d'urgence, une batterie de rechange peut être installée rapidement pour prendre en charge des missions temporaires
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2.3. Module de positionnement
Le robot d'inspection quadrupède opère le long d'itinéraires prédéfinis. Il construit des cartes de navigation et de positionnement à l'aide d'un LiDAR 3D et fusionne les données provenant du LiDAR 3D, de l'IMU, de l'odométrie, du RTK et d'autres capteurs pour obtenir une localisation précise et une navigation autonome.
2.4. Spécifications techniques
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Spécifications techniques du robot d'inspection quadrupède |
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Dimensions debout |
Environ 1100 × 450 × 950 mm |
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Dimensions pliées |
Environ 880 × 460 × 630 mm |
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Poids |
Environ 82 kg (unité complète, batterie incluse) |
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Indice de protection |
Corps du robot : IP67 |
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Batterie |
Capacité : 45 Ah (2 250 Wh) ; tension : 58 V |
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Autonomie de fonctionnement |
Autonomie de fonctionnement globale : 4–6 h |
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Module roue-jambe remplaçable |
Optionnel |
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Charge utile en position debout statique |
Max. 120 kg |
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Charge utile en marche continue |
>40 kg |
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Configuration de la transmission |
Transmission quadrupède |
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Diamètre de braquage minimum |
Pas plus de 1× la longueur du robot |
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Vitesse maximale |
6,1 m/s |
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Vitesse maximale avec une charge utile de 20 kg |
3,5 m/s |
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Vitesse d'inspection autonome |
2 m/s |
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Charge utile en marche continue |
>40 kg |
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Charge utile en position debout statique |
Max. 120 kg |
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Angle d'inclinaison maximal |
>45° |
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Hauteur maximale d'obstacle |
Peut monter et descendre un escalier de 40 cm |
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Fonctions de sécurité de déplacement |
Arrêt obstacle, arrêt collision, arrêt anti-chute et contournement d'obstacle |
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Navigation |
Fusion multi-capteurs : LiDAR 3D + IMU + odométrie + RTK |
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Répétabilité du positionnement de navigation autonome |
±30 mm |
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Profondeur maximale de passage à gué |
500 mm |
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Capacité de franchissement d'escaliers |
Hauteur maximale de marche : 20–25 cm |
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Largeur de tranchée franchissable en saut |
0,5–1,2 m |
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Distance de saut maximale |
>1,6 m |
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Matériel de calcul pour le contrôle et la perception |
Intel Core i5 ×1, Intel Core i7 ×3, NVIDIA Jetson Orin NX ×1 (varie selon la configuration) |
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Configuration des capteurs de perception |
LiDAR 3D ×1 + caméras de profondeur ×2 + caméras optiques ×2 (varie selon la configuration) |
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Interfaces externes |
Ethernet 1000M Base-T ×4 ; USB 3.0 ×4 ; 12 V ×4 ; 5 V ×1 ; 24 V ×4 ; BAT ×1 |
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Humidité de fonctionnement |
0–95 % (sans condensation) |
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Température de stockage et de transport |
-25–55 °C |
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Température de fonctionnement |
-40–50 °C |