2018江苏省科技进步奖申报公示材料
2018江苏省科技进步奖申报公示材料
一、成果项目名称：复杂环境下远程巡检机器人关键技术及应用
二、成果完成单位：东南大学、亿嘉和科技股份有限公司、扬州大学、南京天创电
子技术有限公司
三、完成人及其主要工作
（1）宋爱国：主要完成远程巡检机器人的机构设计、感知技术研究和协作控制技术研究。
（2）许春山：主要完成挂轨式移动机器人的机构设计与控制技术研究，实现了电力系统多种复杂环境下的高机动运行与安全巡检。
（3）徐宝国：主要完成远程巡检机器人的环境感知技术、智能自主控制和远程控制技术研究，并负责相应的软件设计。
（4）宋光明：主要完成远程巡检机器人的履带机构设计、运动控制与自适应阻抗控制，以及多传感器信号融合与环境感知。
（5）包加桐：主要完成机器人的测控体系结构设计和人机交互界面软件设计。（6）程敏：主要完成电站复杂环境中挂轨式巡检运维机器人的检测系统和环境定位、导航技术的研究。
（7）林欢：主要负责电力巡检机器人的机构设计和软件编程，以及可靠性和产品化工作。
（8）刘爽：主要负责履带式核电管道巡检运维机器人的机构设计、电路设计和产业化工作。
（9）赵国普：主要负责履带式核电巡检运维机器人的控制技术研究，以及人机交互界面及控制器设计。
（10）闵济海：主要负责挂轨式电力巡检和消防机器人的研究，以及产业化工作。（11）曾洪：主要负责复杂环境巡检运维机器人的多感知反馈界面和共享控制软件设计。
四、项目简介
随着我国电力系统特别是核电的快速发展，智能电站与智能电网建设进入了信息化、自动化、智能化、远程化的新阶段，我国政府从“十二五”开始已将电力系统智能巡检机器人作为电网智能化和电力系统精准管理的核心技术装备。基于巡检机器人的无人化和远程化巡检运维是当前电力系统智能化的重要发展方向。2011年3月，日本福岛核电站因地震海啸导致的核泄漏灾难给核电安全敲响了警钟。为了保障核电站的运营安全，也迫切需要研制适应各种复杂环境、机动灵活、现场探测能力强、可远程控制的智能
巡检机器人。而这种适应各种复杂环境的巡检机器人一直是机器人研究领域面临的难题。该项目针对我国核电安全与电网检测领域复杂环境巡检任务的急需，在国家863项目、国家自然科学基金项目、江苏省科技计划项目的支持下，经过十年系统深入的研究，突破了巡检机器人的机构设计、环境感知、共享控制和多任务检测等关键技术，研制成功多个型号的远程巡检机器人，填补了国内空白。
项目的技术创新点：
1．针对核电站、变电站、配电站等电站和输电环节存在的管道、楼梯、门槛、障碍物、狭小空间等复杂环境对巡检机器人运动的限制难题，提出了履带式、挂轨式两类移动机器人的机构设计方法，实现了电力系统多种复杂环境下的高机动运行与安全巡检。
2. 提出了基于视觉、超声、激光、红外等多传感器信息融合的环境感知与地图重建方法、基于地面可通过度计算的移动机器人自主导航方法，以及基于多传感器的自适应运动姿态控制和阻抗控制方法，解决了移动机器人在复杂环境中（如管道、线缆、废墟、陡坡、楼梯）的自适应避障、路径规划与平稳运动控制难题。
3．针对机器人工作环境的复杂性和任务的不确定性，提出了自主+遥操作的机器人共享控制方法，设计了具有力触觉和视觉多通道交互的控制界面和控制器，解决了在复杂环境中处置突发性事故的难题。
4．提出了巡检机器人基于任务接口的传感与控制模块化体系结构和基于多代理机制的软件实现方法，解决了巡检机器人软件的实时性、可靠性和可扩展性难题，实现了检测仪器和设备的在线即插即用，满足电站巡检与运维任务多样性的要求。
该项目获授权发明专利31项、计算机软件著作权16项。发表学术论文126篇，其中SCI收录79篇，被他引1500余次，其中SCI他引511次，并在国际无人系统会议上作大会特邀报告。
相关成果获2017年度南京市科技进步一等奖、2017年江苏省工业设计产品金奖、2017年南京市优秀发明专利奖。研制的核化探测机器人在国内首次应用于核反应堆工程与核电站的安全巡检与监测，其中核电站管道巡检运维机器人作为国内目前唯一的一款核电站管道机器人在中广核阳江核电站、大亚湾核电站及宁德核电站投入运维使用，提升了核电站运行的安全性。研制的挂轨式巡检机器人在江苏、安徽、浙江、上海、广东、四川、重庆等省市的2000多个配电站（所）广泛应用，并成功应用于2017年天津全运会中心配电站的巡检运维。该成果还在探月工程、南水北调工程大型泵站远程监控等领域得到应用，取得了重大的社会效益和经济效益，近两年新增销售值10亿余元，新增利税4亿余元，间接经济效益30多亿元。
六、经济社会效益
研制的核化探测机器人装备南京军区防化部队，成功执行了2013年南京亚青会、2014年南京青奥会等重大活动的安保任务，并在国内首次应用于核反应堆工程与核电站的安全巡检与监测。
研制的A100和A200挂轨式巡检机器人在江苏、安徽、浙江、上海、广东、四川、重庆等省市的2000多个配电站（所）中广泛应用，并成功应用于2017年天津全运会中心配电站的巡检运维。
研制的T3型挂轨式机器人在浙江、四川等多个电力隧道及综合管廊巡检投入使用，同时正在向城市交通隧道、地铁隧道及煤矿隧道推广应用。研制的T1型核电站管道巡检运维机器人，具备核级管道缺陷识别及寿命预测能力，作为国内目前唯一一款核电站管道机器人先后在中广核阳江核电站、大亚湾核电站及宁德核电站投入运维使用，缩短了核电站大修停机时间，提升核电站运行的安全性。
2017年天津全运会时间该成果还在探月工程、南水北调工程大型泵站远程监控等领域得到应用，取得了重大的社会效益和经济效益，近两年新增销售额10亿余元，新增利税4亿余元，间接经济效益30多亿元

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