基于立体视觉的移动机器人导航算法

移动机器人立体视觉系统不仅提供三维地形图用于障碍规避和路径规划,其结果还可以用于视觉导航。以移动机器人立体视觉系统为基础,研究了基于前后两个位置上立体图对的视觉测量算法用于移动机器人的连续导航,讨论了影响导航精度的因素和改进方法;研究了基于局部和全局三维地形图的地形匹配算法用于定期校正位置误差,算法实现简便,定位精度取决于地形图精度。实验结果证明了两种方法的有效性,可以兼顾近距离和中远距离导航任务。     

油井内波纹板表面结垢规律及预测模型

针对油田开发过程中井下抽油泵结垢问题,采用波纹板作为泵前预结垢装置的结垢元件,分析其结垢规律。基于Kern-Seaton结垢速率模型,推导了结垢沉积的半经验公式;运用湍流-化学相互作用模型和DPM模型模拟了CaCO₃颗粒在管道内波纹板表面的结垢过程,定量分析了温度、流速和颗粒质量浓度的倍数对结垢速率的影响规律;复配井下产出液,进行了室内结垢试验。试验结果表明：数值模拟和室内试验有着较好的一致性,温度上升颗粒质量浓度增加,对碳酸钙的结垢沉积具有促进作用;而流速的升高则能抑制碳酸钙的结垢沉积。在实际生产过程中,井内温度和结垢离子的质量浓度不可控,可以通过适当降低产出液的流速,增加波纹板表面的结垢量,以此达到减轻抽油泵结垢的目的。所得结论可为油田防垢、除垢提供理论依据和新思路。     

移动机器人立体视觉高精度标定技术

摄像机标定是移动机器人立体视觉的一个关键步骤,标定精度直接影响到障碍检测和路径规划的精度。在前人研究的基础上,提出了一种迭代方式的摄像机标定算法。算法将摄像机参数分为畸变参数和非畸变参数两类,每次迭代中固定一类参数来求解另一类参数,最终得到优化解。通过合理组织参数求解次序,迭代的每一步都可以通过最小二乘法得到闭式解,从而简化了计算。算法可以方便地进行扩展以包含不同类型的畸变参数,而不会增加算法的复杂度。实验结果表明此算法可以有效提高标定精度,可用于移动机器人的视觉系统。     

起伏管气液两相携液能力的试验研究

为了研究气田中地面起伏管线的输送特性，采用室内模拟试验与数值模拟相结合的方法，研究管线积液情况和气量、液量和倾斜角等因素的影响规律。通过倾斜管线气液多相流室内模拟试验测量了不同气量、液量和倾斜角下的压降和携液量，发现压降和携液量随气量、液量的增加显著增大。当气量在35～70 m³/h时，由于管内形成了段塞流，携液量波动较为明显。起伏管线的沿程持液率模拟显示，积液主要位于凹陷段和上倾段，且随着气量增大，逐渐向上倾段偏移。当倾斜角增加时，上倾段的持液率不断下降然后上升，在6°时具有最小值，压降则随角度线性增大。基于试验数据和马克赫杰-布里尔计算方法，建立了起伏管路上倾段的持液率预测公式，误差低于5%。研究结果可为集输管线的防积液工艺参数优化提供参考。