CN113093773B - 基于水下机器人的水下结构检测方法、***、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种基于水下机器人的水下结构检测方法、***、设备及介质，方法包括：获取所述水下结构的结构参数，生成所述水下结构的模拟作业面；响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，规划并生成相应的检测任务；其中，所述检测任务包括如下至少一种：浮游观察任务、表观检测任务或腐蚀检测任务；基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作；输出所述检测任务的检测结果。根据本公开，适用于大面积、多朝向的水下结构的检测作业，充分利用了水下机器人的优势，尤其提升了半潜式平台的水下结构检测的效率。
Description
技术领域
本公开涉及水下检测技术领域，尤其涉及基于水下机器人的水下结构检测技术。
背景技术
我国海域面积辽阔，随着海洋石油开发力度的加大，半潜式海洋平台逐渐走向较深水和环境恶劣海域，这些海域具有大量珍贵的自然资源，但其高温、高湿、高盐碱等恶劣的自然环境对海洋平台带来了严峻的考验。为了减少海洋工程装备的腐蚀，延长其服役寿命，人们通常采用防腐涂层加阴极保护的方式对海洋钢结构进行保护。但是随着服役年限增加，阴极保护***防护能力逐渐下降,进而使整个海洋工程装备处于腐蚀风险中。这些腐蚀风险通常是隐性的难以直接发现，为了及时发现这些腐蚀风险,定期对半潜平台的水下结构检测很是重要。目前基于水下机器人的海上平台辅助作业中，主要集中在海底管线检测、海洋工程安装、采油树检测以及导管架平台的检测，而没有针对半潜海洋平台尤其是深水半潜平台的水下结构检测。所以，现有的基于水下机器人的海上平台辅助作业不能适用半潜平台这种钢结构面积大、朝向复杂的水下结构物，导致检测不方便、检测效率低以及检测结果不准确等问题。
发明内容
有鉴于此，本公开的目的在于提出一种基于水下机器人的水下结构检测方法、***、设备及介质。
基于上述目的，本公开提供了一种基于水下机器人的水下结构检测方法，包括：
获取所述水下结构的结构参数，生成所述水下结构的模拟作业面；
响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，规划并生成相应的检测任务；其中，所述检测任务包括如下至少一种：浮游观察任务、表观检测任务或腐蚀检测任务；
基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作；
输出所述任务检测的检测结果；
其中，对于浮游观察任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设观察半径生成至少一个观察子任务和浮游观察路线；
从第一初始位置开始根据所述浮游观察路线依次执行所述观察子任务；
响应于当前的观察子任务的观察结果不符合要求，暂停当前的观察子任务；
执行下一个观察子任务；
对于表观检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设检测点生成所述表观检测任务的表观子任务；
响应于用户选择所述表观子任务，控制所述水下机器人移动至所述表观子任务对应的所述预设检测点；
响应于所述水下机器人在所述预设检测点检测到目标表观，所述水下机器人跟踪所述目标表观并绘制所述目标表观的形状；
对于腐蚀检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
响应于用户在所述模拟作业面上选择待检测区域，生成腐蚀检测子任务和所述腐蚀检测子任务对应的检查路线和扫描长度；
按照所述对应的检查路线和扫描长度执行所述腐蚀检测子任务。
可选地，对于浮游观察任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，还包括：
响应于用户的恢复任务指令，继续执行所述暂停的观察子任务；
判断所述暂停的观察子任务是否需要校准；
响应于用户的校准指令，校准所述水下机器人后重新执行所述暂停的观察子任务。
可选地，所述方法还包括：
在所述检测任务中，响应于用户的标记指令，在所述模拟作业面中的指定位置更新或查询检测标记；其中，所述指定位置包括所述水下机器人的当前位置在所述模拟作业面中所对应的位置。
可选地，所述响应于用户的标记指令，在所述模拟作业面中的指定位置更新或查询检测标记，包括如下至少一种：
响应于用户的增加标记指令，在所述指定位置增加所述检测标记；
或，响应于所述用户选择所述检测标记和标记更改指令，更改所述用户选择的所述检测标记；
或，响应于所述用户选择所述检测标记和标记删除指令，删除所述用户选择的所述检测标记；
或，响应于所述用户的标记查询指令，查询所述检测标记并浏览查询结果。
根据本公开的第二方面，提供了一种基于水下机器人的水下结构检测***，包括：
作业规划模块，用于基于所述水下结构的结构参数，生成所述水下结构的模拟作业面；以及响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，规划并生成相应的检测任务；其中，所述检测任务包括如下至少一种：浮游观察任务、表观检测任务或腐蚀检测任务；
作业监测模块，用于基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，并监测所述水下机器人的作业过程，记录所述检测任务的作业数据；
数据管理模块，用于输出所述检测任务的检测结果，以及管理所述作业数据；
其中，对于浮游观察任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设观察半径生成至少一个观察子任务和浮游观察路线；
从第一初始位置开始根据所述浮游观察路线依次执行所述观察子任务；
响应于当前的观察子任务的观察结果不符合要求，暂停当前的观察子任务；
执行下一个观察子任务；
对于表观检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设检测点生成所述表观检测任务的表观子任务；
响应于用户选择所述表观子任务，控制所述水下机器人移动至所述表观子任务对应的所述预设检测点；
响应于所述水下机器人在所述预设检测点检测到目标表观，所述水下机器人跟踪所述目标表观并绘制所述目标表观的形状；
对于腐蚀检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
响应于用户在所述模拟作业面上选择待检测区域，生成腐蚀检测子任务和所述腐蚀检测子任务对应的检查路线和扫描长度；
按照所述对应的检查路线和扫描长度执行所述腐蚀检测子任务。
根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的方法。
根据本公开的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行第一方面所述方法。
从上面所述可以看出，本公开提供的基于水下机器人的水下结构检测方法、***、设备及介质，针对各个检测任务的作业特点规划并生成相应的检测任务，并控制水下机器人执行相应的检测操作完成水下结构的检测，得到检测结果。其适用于大面积、多朝向的水下结构的检测作业，充分利用了水下机器人的优势，尤其提升了半潜式平台的水下结构检测的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本公开实施例的基于水下机器人的水下结构检测***的示意性框图；
图2为根据本公开实施例的基于水下机器人的水下结构检测方法的示意性流程图；
图3为根据本公开实施例的浮游观察任务的示意性流程图；
图4为根据本公开实施例的表观检测任务的示意性流程图；
图5为根据本公开实施例的腐蚀检测任务的示意性流程图；
图6为根据本公开实施例的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
现有的针对海洋平台导管架水下结构的检测技术不能适用半潜平台这种钢结构面积大、朝向复杂的水下结构物，导致检测不方便、检测效率低以及检测结果不准确等问题。
基于上述考虑，本公开实施例提出了一种基于水下机器人的水下结构检测***。参见图1，图1示出了根据本公开实施例的基于水下机器人的水下结构检测***的示意性框图。如图1所示，基于水下机器人的水下结构检测***，包括：
作业规划模块110，用于基于所述水下结构的结构参数，生成所述水下结构的模拟作业面；以及响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，规划并生成相应的检测任务；其中，所述检测任务包括如下至少一种：浮游观察任务、表观检测任务或腐蚀检测任务；
作业监测模块120，用于在基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作时，监测所述水下机器人的作业过程，记录所述检测任务的作业数据；
数据管理模块130，用于输出所述检测任务的检测结果，以及管理所述水下机器人的所述作业数据。
可选地，作业规划模块110可以包括作业面模块111和任务规划模块112。
进一步地，在一些实施例中，作业面模块111还可以包括作业面输入模块1111和作业面展示模块1112。更进一步地，在一些实施例中，作业面输入模块1111可以从数据源获取或通过用户的输入获取水下结构的结构参数，并基于所述结构参数构建水下结构对应的一个或多个模拟作业面。在一些实施例中，作业面展示模块1112可以将作业面输入模块1111所生成的所述模拟作业面显示给用户。
具体来说，针对半潜海洋平台的水下结构，作业面输入模块1111可以基于结构参数（可以是文档形式）模拟半潜海洋平台的水下立体结构的构建，并将模拟的水下立体结构划分成多个作业面的图像。作业面展示模块1112以二维或三维的方式将模拟作业面显示给用户。
进一步地，在一些实施例中，任务规划模块112还可以包括浮游观察模块1121、表观检测模块1122或腐蚀检测模块1123中的至少一种。
更进一步地，在一些实施例中，浮游观察模块1121可以用于对浮游观察任务进行规划。例如，规划浮游观察路径、多个观察子任务等，可以采用表格展示。
更进一步地，在一些实施例中，表观检测模块1122可以用于规划表观子任务。例如，规划不同的关键位置作为预设检测点进行表观检测。同样可以采用表格的方式展示表观子任务。在一些实施例中，表观检测模块1122还可以在所述模拟作业面绘制所述水下机器人所检测到的目标表观的外形和/或轮廓。其中，目标表观可以是感兴趣的表观，也就是说，当检测到表观图像正常时水下机器人可以不做处理，当检测到表观图像可能发生异常（即与正常不同）时，可以将其作为目标表观进行分析，确定是否发生损坏。
更进一步地，在一些实施例中，腐蚀检测模块1123可以用于规划待检测区域、腐蚀检测子任务以及所述腐蚀检测子任务的检查参数。同样可以采用表格的方式展示腐蚀检测子任务。在规划不同的待检测区域时，每个待检测区域由于检测环境不同，有的可能不能近距离检测，所以需要对腐蚀检测的扫描长度分别根据实际作业环境进行预先规划，相比于传统检测方式中采用统一的扫描长度，本公开实施例的任务规划模块112可以避免手动调整位置造成的检测效率下降和检测结果不准确，更能适应于不同的复杂结构的应用场景。
可选地，作业监测模块120可以包括：位置监测模块121和轨迹监测模块122。
在一些实施例中，位置监测模块121可以用于监测所述水下机器人的位置，并在所述模拟作业面中显示。
在一些实施例中，轨迹监测模块122可以用于监测所述水下机器人的实际运行轨迹、任务完成区域、检测对象的展示和作业数据的记录。例如，浮游观察任务中，轨迹监测模块122可以监测水下机器人的实际运行轨迹和任务完成区域；表观检测任务中，轨迹监测模块122可以展示检测对象的走向；腐蚀检测任务中，轨迹监测模块122可以监测实际运行轨迹和任务完成区域。实际运行轨迹可以采用文档形式记录。
可选地，数据管理模块130可以包括任务管理模块131和轨迹管理模块132。进一步地，数据管理模块130还可以包括标记管理模块133。
在一些实施例中，任务管理模块131可以包括任务加载模块1311和任务状态管理模块1312。进一步地，任务加载模块可以用于进行任务和历史状态加载；任务状态管理模块可以用于检测任务的开始与暂停控制、检测任务的执行进程显示、检测任务的取消。
在一些实施例中，轨迹管理模块132可以用于历史轨迹加载和回放模块1321、轨迹显示模块1322。其中，历史轨迹加载和回放模块用于选择要回放的任务进行加载数据，展示以往的作业过程。轨迹显示模块用于作业过程中轨迹的清除、显示、隐藏控制。
在一些实施例中，标记管理模块133可以包括标记种类编辑模块1331、标记增删模块1332、标记查询模块1333和标记浏览模块1334。其中，标记种类编辑模块1331用于加入、修改和删除标记的属性（包括但不限于种类、标记展示的颜色）。标记查询模块1332用于查询数据中存储的历次检测保存的标记。标记增删模块1333用于在模拟作业面中添加标记以及标记的描述、删除作废的标记。标记浏览模块1334用于浏览用户选择的标记信息，包括种类、添加时间、问题等描述信息。
为了描述的方便，描述以上***时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本公开时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
根据本公开实施例，还提供了一种基于水下机器人的水下结构检测方法，其可以基于本公开实施例的基于水下机器人的水下结构检测***实现，并且具有相应的方法实施例的有益效果。需要说明的是，本公开实施例中的水下机器人可以包括ROV设备，即遥控无人潜水器（Remote Operated Vehicle），无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）的一种，水下机器人可以包括：动力推进器、遥控电子通讯装置、摄像头、摄像俯仰云台、用户***传感器接口、实时在线显示单元、导航定位装置、自动舵手导航单元、辅助照明灯和拖缆等单元部件。功能多种多样，不同类型的ROV用于执行不同的任务，被广泛应用于军队、海岸警卫、海事、海关、核电、水电、海洋石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域。
参见附图2，图2示出了根据本公开实施例的基于水下机器人的水下结构检测方法的示意性流程图。如图2所示，基于水下机器人的水下结构检测方法，包括：
步骤S210，获取所述水下结构的结构参数，生成所述水下结构的模拟作业面；
步骤S220，响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，规划并生成相应的检测任务；其中，所述检测任务包括如下至少一种：浮游观察任务、表观检测任务或腐蚀检测任务；
步骤S230，基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作；
步骤S240，输出所述检测任务的检测结果。
其中，本公开实施例根据水下结构的结构参数构建模拟作业面，用户选择要检测的模拟作业面以及任务后，即可自动生成检测任务，并根据检测任务的内容控制水下机器人执行相应的检测操作（检测操作可以指完成该检测任务所执行的任何相关操作，包括但不限于移动、拍摄等），从而完成检测，得到相应的检测结果。能够适用于大面积、多朝向的水下结构的检测作业，充分利用了水下机器人的优势，提升了半潜式平台的水下结构检测的效率。
根据本公开实施例，步骤S210，获取所述水下结构的结构参数，生成所述水下结构的模拟作业面，包括：
从数据源中获取所述水下结构的所述结构参数；
利用图形绘制软件读取所述结构参数生成所述模拟作业面。
其中，结合图1和图2，可以是由作业面模块111自动从数据源中获取水下结构的相关结构参数，并利用作业面模块111中的图形绘制软件读取该相关结构参数，生成相应的模拟作业面。还可以是手动将水下结构的结构参数输入作业面模块111，由作业面模块111中的图形绘制软件生成相应的模拟作业面。作业面模块111以二维的形式显示一个或多个模拟作业面，或以三维的形式显示水下结构的多个模拟作业面，以更形象的方式提供给用户，辅助用户更准确的选择需要检测的区域。
根据本公开实施例，步骤S220中，响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，规划并生成相应的检测任务；其中，所述检测任务包括如下至少一种：浮游观察任务、表观检测任务或腐蚀检测任务；以及步骤S230中，基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作。
可选地，所述检测任务包括浮游观察任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设观察半径生成至少一个观察子任务和浮游观察路线；
从第一初始位置开始根据所述浮游观察路线依次执行所述观察子任务；
响应于当前的观察子任务的观察结果不符合要求，暂停当前的观察子任务；
执行下一个观察子任务。
其中，预设观察半径可以是指水下机器人所能观察的半径距离，例如，水下机器人的摄像头所观察的范围为1.5m，则水下机器人的预设观察半径可以是1.5m。
在一些实施例中，所述观察子任务可以包括子任务名称（可以是编号或ID）、子任务状态标签（用于表示当前该子任务的作业状态）。更进一步地，所述观察子任务还设置有控制区域，用于移除或增加观察子任务。
具体来说，根据本公开实施例，用户可以通过交互装置选择要检测的模拟作业面和浮游观察任务的任务指示，作业规划模块110基于预设观察半径生成至少一个观察子任务和浮游观察路线，按照该浮游观察路线可以完成所有的观察子任务。对于第一个观察子任务，初始化水下机器人的位置后，水下机器人移动至第一初始位置，从第一初始位置开始执行第一个观察子任务，并按照浮游观察路线依次执行后续的观察子任务。在执行该浮游观察任务的过程中，水下机器人将检测到的观察结果（如传感器数据或图像）传回作业监测模块120向用户进行展示，如果发现当前的观察子任务的观察结果不符合要求（例如，未找到观察对象，即发生观察对象丢失），则作业监测模块120暂停当前观察子任务。或者水下机器人自身检测到故障，并发送故障指示信息至作业监测模块120，此时也可以暂停当前观察子任务。
进一步地，如果上述当前的观察子任务的观察结果不符合要求或所述水下机器人发生故障的情况消除，则可以继续完成当前的观察子任务；如果水下机器人发生故障尚未排除，则继续暂停或停止整个浮游观察任务；如果水下机器人传回的观察结果一直不符合要求，则继续暂停或停止当前的观察子任务，转而继续执行下一个观察子任务，直至所有的观察子任务完成。
在一些实施例中，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，还包括：
响应于用户的恢复任务指令，继续执行所述暂停的观察子任务；
判断所述暂停的观察子任务是否需要校准；
响应于用户的校准指令，校准所述水下机器人后重新执行所述暂停的观察子任务。
具体地，当导致当前的观察子任务暂停的原因消除后，用户可以发出恢复任务指令，继续执行该暂停的观察子任务。并判断暂停的观察子任务是否需要对水下机器人或相关参数进行校准，如果用户选择需要校准，发出相应的校准指令，则校准水下机器人（可以是水下机器人的运行参数等）或相关参数（可以是运行中设置的初始参数）后重新开始执行该暂停的观察子任务，例如，校准水下机器人的初始位置等。
在一些实施例中，所述方法还包括：在所述模拟作业面上显示所述水下机器人对应的实际运行轨迹和/或已经完成任务的区域。
其中，水下机器人对应的实际运行轨迹可以是由轨迹监测模块122绘制并展示给用户，以直观形象的形式让用户全面了解检测的作业过程，便于用户及时发现问题和解决问题，提高检测的效率。
在一些实施例中，参见图3，图3中示出了根据本公开实施例的浮游观察任务的示意性流程图。如图3所示，基于所述检测任务控制所述水下机器人执行浮游观察任务的相应的检测操作，可以包括：
步骤S310，开始；执行步骤S320；
步骤S320，用户选择模拟作业面；执行步骤S330；
步骤S330，用户选择浮游观察任务对应的按钮，如点击任务规划按钮，选择浮游观察任务；执行步骤S340；
步骤S340，用户作业规划模块110响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，可以弹出设置框用于用户设置观察半径，得到预设观察半径；用户确认后，用户作业规划模块110可以基于用户选择的该模拟作业面和浮游观察任务的任务指令，以及预设观察半径，规划并生成至少一个观察子任务和浮游观察路线；执行步骤S350；
步骤S350，初始化水下机器人的位置；用户可以手动点击位置初始化，也以初始化水下机器人的初始位置为第一初始位置；执行步骤S360；
步骤S360，作业监测模块120控制水下机器人根据所述浮游观察路线依次执行所述观察子任务；执行步骤S370；
步骤S370，作业监测模块120监测所述水下机器人的作业过程，记录所述检测任务的作业数据，包括绘制实际运行轨迹和接收实时的检测数据；用户可以根据实际运行轨迹和实时的检测数据及时观察和掌握水下机器人的作业情况；在此期间，如果当前的观察子任务的观察结果不符合要求或所述水下机器人发生故障，执行步骤S380；
步骤S380，用户可以点击任务挂起按钮，数据管理模块130暂停当前的观察子任务，用户此时可以进行原因分析，及时解决相关的问题，并执行步骤S381；用户点击任务停止按钮，数据管理模块130则结束当前的观察子任务或整个浮游观察任务；
步骤S381，作业监测模块120停止绘制实际运行轨迹，此时可以继续接收实时的检测数据，也可以不继续接收，在此不做限制；如果导致当前观察子任务暂停的原因消除，用户可以点击任务继续按钮，执行步骤S390；
步骤S390，作业监测模块120控制水下机器人继续执行当前的观察子任务；执行步骤S391；
步骤S391，判断是否需要对水下机器人或相关参数进行校准；如果用户选择需要，则返回步骤S350；如果用户选择不需要，则返回步骤S360。
可选地，所述检测任务包括表观检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设检测点生成所述表观检测任务的表观子任务；
响应于用户选择所述表观子任务，控制所述水下机器人移动至所述表观子任务对应的所述预设检测点；
响应于所述水下机器人在所述预设检测点检测到目标表观，所述水下机器人跟踪所述目标表观并绘制所述目标表观的形状。
其中，预设检测点可以根据需要设置，例如可以是根据经验或历史记录确定的需要表观检测的关键位置，如连接处、焊缝处等等。每个表观子任务可以对应于一个预设检测点。
在一些实施例中，所述表观子任务包括预设轨迹。其中，预设轨迹可以指预先规划的执行该表观子任务的轨迹。
在一些实施例中，基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，还包括：
响应于所述水下机器人偏离预设轨迹的预设范围，暂停当前的表观子任务。
在一些实施例中，参见图4，图4中示出了根据本公开实施例的表观检测任务的示意性流程图。如图4所示，基于所述检测任务控制所述水下机器人执行表观检测任务的相应的检测操作，可以包括：
步骤S410，开始；执行步骤S420；
步骤S420，用户选择模拟作业面；执行步骤S430；
步骤S430，用户选择表观检测任务对应的按钮，如点击任务规划按钮，选择表观检测任务；执行步骤S440；
步骤S440，初始化水下机器人的位置；用户可以手动点击位置初始化，也以初始化水下机器人的初始位置为第二初始位置；执行步骤S450；
步骤S450，用户可以选择手动控制水下机器人移动至预设检测点，当水下机器人在预设检测点检测到感兴趣的目标表观后，执行步骤S460；
步骤S460，用户作业规划模块110基于预设检测点生成所述表观检测任务的表观子任务，其中，表观子任务可以包括该表观子任务的名称（包括但不限于编号或ID）、子任务状态标签（用于表示当前该表观子任务的作业状态）。更进一步地，所述表观子任务还设置有控制区域，用于移除或增加表观子任务；执行步骤S470；
步骤S470，作业监测模块120监测所述水下机器人的作业过程，包括绘制实际运行轨迹和接收实时的检测数据；在此期间，如果当前的水下机器人的位置偏离预设轨迹的预设范围，执行步骤S480；
步骤S480，用户可以点击任务暂停按钮，数据管理模块130暂停当前的表观子任务，用户此时可以进行实际运行轨迹与预设轨迹分析，以尽快解决偏离问题；作业监测模块120停止绘制实际运行轨迹，此时可以继续接收实时的检测数据，也可以不继续接收，在此不做限制；如果用户点击任务继续按钮，执行步骤S490；用户点击任务停止按钮，数据管理模块130则结束当前的表观子任务或整个表观检测任务；
步骤S490，数据管理模块130继续执行当前的表观子任务，返回步骤S450。
可选地，所述检测任务包括腐蚀检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
响应于用户在所述模拟作业面上选择待检测区域，生成腐蚀检测子任务和所述腐蚀检测子任务对应的检查路线和扫描长度；
按照所述对应的检查路线和扫描长度执行所述腐蚀检测子任务。
在一些实施例中，参见图5，图5中示出了根据本公开实施例的腐蚀检测任务的示意性流程图。如图5所示，基于所述检测任务控制所述水下机器人执行腐蚀检测任务的相应的检测操作，可以包括：
步骤S510，开始；执行步骤S520；
步骤S520，用户选择模拟作业面；执行步骤S530；
步骤S530，用户选择腐蚀检测任务对应的按钮，如点击任务规划按钮，选择腐蚀检测任务；执行步骤S540；
步骤S540，初始化水下机器人的位置；执行步骤S550；用户可以手动点击位置初始化，也以初始化水下机器人的初始位置为第三初始位置；执行步骤S550；
步骤S550，用户选择在模拟作业面上的待检测区域，用户作业规划模块110根据该待检测区域生成腐蚀检测子任务和对应的检查路线，其中，腐蚀检测子任务可以包括该腐蚀检测子任务的名称（包括但不限于编号或ID）、子任务状态标签（用于表示当前该腐蚀检测子任务的作业状态）。更进一步地，所述腐蚀检测子任务还设置有控制区域，用于移除或增加腐蚀检测子任务；执行步骤S560；
步骤S560，用户选择腐蚀检测子任务对应的检测路线，用户作业规划模块110确定当前腐蚀检测子任务相应的扫描长度，并发送至水下机器人；执行步骤S561；
步骤S561，执行当前腐蚀检测子任务，当水下机器人到达待检测区域后，水下机器人中的腐蚀探测传感器自动开启，沿着检测路线抵近待检测对象表面进行检测；执行步骤S570；
步骤S570，作业监测模块120监测所述水下机器人的作业过程，包括绘制实际运行轨迹和接收实时的检测数据，例如任务完成区域、腐蚀检测数据等；如果完成当前腐蚀检测子任务，执行步骤S580；如果当前的腐蚀检测子任务的观察结果不符合要求或所述水下机器人发生故障，执行步骤S590；
步骤S580，腐蚀检测子任务完成；执行步骤S581；
步骤S581，数据管理模块130判断是否还存在未执行的腐蚀检测子任务，如果是，则返回步骤S560；如果不是，则结束整个腐蚀检测任务；
步骤S590，用户可以点击任务挂起按钮，数据管理模块130暂停当前的腐蚀检测子任务，停止绘制实际运行轨迹；当问题移除后，用户可以点击任务继续按钮，执行步骤S591；
步骤S591，数据管理模块130继续执行当前的腐蚀子任务，执行步骤S592；
步骤S592，判断是否需要对水下机器人或相关参数进行校准；如果用户选择需要，则对水下机器人或相关参数进行校准后返回步骤S561；如果用户选择不需要，则返回步骤S561。
根据本公开实施例，所述任务指令还可以包括自动检测指令，所述方法还包括：
响应于所述自动检测指令，控制所述水下机器人按照如下顺序执行所有所述模拟作业面的所有检测任务：
对所有所述模拟作业面执行所述浮游观察任务；
依次对每个所述模拟作业面，先执行所述表观检测任务后执行所述腐蚀检测任务，直至所有所述作业面完成检测。
其中，自动检测指令可以实现水下结构的全自动检测，进一步提升了检测效率，通过先对水下结构的所有作业面执行大面积的浮游观察任务，然后依次对于每个模拟作业面进行关键点的表观检测任务和小面积区域的腐蚀检测任务，检测任务由大面积逐步细化至小面积和关键点，节省了重复移动至同一位置检测的时间，进一步提高了检测效率的同时，能够实现对水下结构的全面检测。
应了解，每个检测任务的执行过程与本公开前述实施例相同，在此不再赘述。
根据前述实施例，在检测任务期间，如果水下机器人发生故障或者观测目标中途丢失都会引起检测结果不符合要求，用户可以通过数据管理模块130进行任务暂停或任务重新启动，而任务重新启动后，相应的子任务规划内容不变，并重新记录水下机器人实际运行轨迹、检测数据和完成检测区域等。此外，在任务重新启动前，还可以进行校准，以进一步避免误差，提升检测的准确度。
根据本公开实施例，所述方法可以还包括：
在所述检测任务中，响应于用户的标记指令，在所述模拟作业面中的指定位置更新检测标记；其中，所述指定位置包括所述水下机器人的当前位置在所述模拟作业面中所对应的位置。
在一些实施例中，用户可以预先或在执行检测任务过程中自定义检测标记的标记种类，以及所述标记种类所对应的属性（包括你不限于颜色、名称、编号或ID等等）。例如，在腐蚀检测任务中，对于结构表面的破损、海洋生物的附着情况、探测到的腐蚀点等均可以设置相应的标记种类，每个标记种类采用不同颜色标记。更进一步地，用户还可以通过数据管理模块中的相应接口根据需要对标记的标记种类进行添加、移除、更改等。
可选地，所述响应于用户的标记指令，在所述模拟作业面中的指定位置更新检测标记，包括如下至少一种：
响应于用户的增加标记指令，在所述指定位置增加所述检测标记；
或，响应于所述用户选择所述检测标记和标记更改指令，更改所述用户选择的所述检测标记；
或，响应于所述用户选择所述检测标记和标记删除指令，删除所述用户选择的所述检测标记；
或，响应于所述用户的标记查询指令，查询所述检测标记并浏览查询结果。
在一些实施例中，标记查询指令可以包括如下至少一种：作业时间、作业面、检测标记的关键词、标记种类。
在一些实施例中，所述方法还可以包括：
响应于用户选择的历史检测任务和轨迹回放指令，显示所述历史检测任务所对应的实际运行轨迹。
在一些实施例中，所述方法还可以包括：
响应于用户选择的历史轨迹操作指令，对所述历史检测任务所对应的实际运行轨迹进行如下至少一种操作：清除、显示或隐藏。
具体来说，数据管理模块130可以基于用户的指令执行标记种类自定义添加处理、移除、编辑等，检测标记的添加、编辑、移除等处理以及历史轨迹的显示、清除、隐藏等。
根据本公开实施例，步骤S240，输出所述检测任务的检测结果。
其中，检测结果可以包括至少部分作业数据，可以根据需要从数据管理模块130记录的作业数据中选择输出。进一步地，可以包括所述检测任务、检测任务中的子任务、检测任务或子任务的实际运行轨迹、检测任务或子任务是否正常、检测任务或子任务中发生异常的作业数据等等。
需要说明的是，本公开实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本公开实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的基于水下机器人的水下结构检测方法。
图6示出了根据本公开实施例的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线 1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、微处理器、应用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM（Read Only Memory，只读存储器）、RAM（Random AccessMemory，随机存取存储器）、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作***和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中（图中未示出），也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块（图中未示出），以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式（例如USB、网线等）实现通信，也可以通过无线方式（例如移动网络、WIFI、蓝牙等）实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件（例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040）之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的基于水下机器人的水下结构检测方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于水下机器人的水下结构检测方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于水下机器人的水下结构检测方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路（IC）芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的（即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内）。在阐述了具体细节（例如，电路）以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构（例如，动态RAM（DRAM））可以使用所讨论的实施例。
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于水下机器人的水下结构检测方法，包括：
获取所述水下结构的结构参数，生成所述水下结构的模拟作业面；
响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，规划并生成相应的检测任务；其中，所述检测任务包括如下至少一种：浮游观察任务、表观检测任务或腐蚀检测任务；
基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作；
输出所述检测任务的检测结果；
其中，对于浮游观察任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设观察半径生成至少一个观察子任务和浮游观察路线；
从第一初始位置开始根据所述浮游观察路线依次执行所述观察子任务；
响应于当前的观察子任务的观察结果不符合要求，暂停当前的观察子任务；
执行下一个观察子任务；
对于表观检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设检测点生成所述表观检测任务的表观子任务；
响应于用户选择所述表观子任务，控制所述水下机器人移动至所述表观子任务对应的所述预设检测点；
响应于所述水下机器人在所述预设检测点检测到目标表观，所述水下机器人跟踪所述目标表观并绘制所述目标表观的形状；
对于腐蚀检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
响应于用户在所述模拟作业面上选择待检测区域，生成腐蚀检测子任务和所述腐蚀检测子任务对应的检查路线和扫描长度；
按照所述对应的检查路线和扫描长度执行所述腐蚀检测子任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于浮游观察任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，还包括：
响应于用户的恢复任务指令，继续执行所述暂停的观察子任务；
判断所述暂停的观察子任务是否需要校准；
响应于用户的校准指令，校准所述水下机器人后重新执行所述暂停的观察子任务。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述检测任务中，响应于用户的标记指令，在所述模拟作业面中的指定位置更新或查询检测标记；其中，所述指定位置包括所述水下机器人的当前位置在所述模拟作业面中所对应的位置。
4.根据权利要求3所述的方法，所述响应于用户的标记指令，在所述模拟作业面中的指定位置更新或查询检测标记，包括如下至少一种：
响应于用户的增加标记指令，在所述指定位置增加所述检测标记；
或，响应于所述用户选择所述检测标记和标记更改指令，更改所述用户选择的所述检测标记；
或，响应于所述用户选择所述检测标记和标记删除指令，删除所述用户选择的所述检测标记；
或，响应于所述用户的标记查询指令，查询所述检测标记并浏览查询结果。
5.一种基于水下机器人的水下结构检测***，包括：
作业规划模块，用于基于所述水下结构的结构参数，生成所述水下结构的模拟作业面；以及响应于用户选择所述模拟作业面和任务指令，规划并生成相应的检测任务；其中，所述检测任务包括如下至少一种：浮游观察任务、表观检测任务或腐蚀检测任务；
作业监测模块，用于基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，并监测所述水下机器人的作业过程，记录所述检测任务的作业数据；
数据管理模块，用于输出所述检测任务的检测结果，以及管理所述作业数据；
其中，对于浮游观察任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设观察半径生成至少一个观察子任务和浮游观察路线；
从第一初始位置开始根据所述浮游观察路线依次执行所述观察子任务；
响应于当前的观察子任务的观察结果不符合要求，暂停当前的观察子任务；
执行下一个观察子任务；
对于表观检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
基于预设检测点生成所述表观检测任务的表观子任务；
响应于用户选择所述表观子任务，控制所述水下机器人移动至所述表观子任务对应的所述预设检测点；
响应于所述水下机器人在所述预设检测点检测到目标表观，所述水下机器人跟踪所述目标表观并绘制所述目标表观的形状；
对于腐蚀检测任务，所述基于所述检测任务控制所述水下机器人执行相应的检测操作，包括：
响应于用户在所述模拟作业面上选择待检测区域，生成腐蚀检测子任务和所述腐蚀检测子任务对应的检查路线和扫描长度；
按照所述对应的检查路线和扫描长度执行所述腐蚀检测子任务。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任意一项所述的方法。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至4任一所述方法。
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