高压电力廊道巡检机器人控制系统研究

定期巡检是保障高压电力廊道正常生产、安全运行的重要工作。针对电力廊道空间大、内部环境复杂、空气湿度大以及含可燃性气体的问题,设计了一种多传感器、可远程操控的智能巡检机器人,克服了时间和环境的约束,保障了巡检结果的准确性。经测试表明,该巡检机器人既可以完成巡检任务,还具有适应性强、可靠性高、控制灵活且抗干扰性高等优点。     

基于A*算法的油气安全智能巡检机器人设计

石油化工车间风险高且工作人员活动空间狭窄,大型巡检设备无法进入场地;设计开发一款智能巡检机器人代替工作人员对危险环境进行巡检,与原有的固定位置传感器相配合,以降低事故发生率,保证生产安全;该巡检机器人以DSP为核心控制器,利用A*算法规划巡检路径;通过旋转编码器与MPU6050配合智能算法实现自动循迹;搭载各类环境传感器,实时监测车间环境;使用C++Builder设计人机交互界面;利用WiFi模块实现机器人与上位机的数据实时互传;测试结果表明,可以实现对机器人速度和位置的精确控制,并能准确、实时地显示甲烷、一氧化碳等危险气体浓度变化,对危险提前预警,提醒工作人员处理。     

煤矿巡检机器人巷道气体环境智能检测系统设计

目前井下危险气体巡检机器人大多采用升降机构或固定探头的形式进行气体环境感知,对机器人的行驶灵活性产生了影响,且受机器人本体结构的限制,大多数巡检机器人只能检测到传感器安装范围内的局部气体环境信息,缺乏针对巷道任意截面空间内的气体浓度检测。针对以上问题,设计了一种基于气体扩散模型的煤矿巡检机器人巷道气体环境智能检测系统。该系统以气体扩散理论为基础,结合煤矿巷道气体环境特点,引入巷道壁帮围岩、风速、气体扩散系数对煤矿巷道气体扩散模型的影响,采用虚拟像源法和遗传算法优化BP神经网络智能算法建立了巷道气体扩散优化模型。通过传感器检测系统获取巡检机器人在行进过程中任意点的气体浓度等环境信息,代入气体扩散优化模型求解最优气体扩散系数,通过输入巷道某点坐标位置,可计算求解相应点的气体浓度分布情况,随着巡检机器人的移动,可获取其路径中不同巷道截面上气体浓度分布数据。实验结果表明,该系统能够解算出符合检测误差要求的巷道任意截面上任意点的气体浓度,并实现动态实时检测;克服了传统煤矿巷道气体检测方法的局限性。利用巡检机器人取代人工巡检作业,为煤矿井下气体智能检测提供了一种新思路与新方法。     

智能校园巡检机器人设计与控制

针对校园巡检作业需求设计机器人本体,应用多传感器信息融合技术实现路面检测和路径规划,根据全局地图和局部信息整合实现精确定位.依据特定校园地图对该机器人系统的自动巡航作业、指定巡检作业和避障等功能进行了验证.该设计可为实用型智能校园巡检机器人设计提供技术储备和控制方法.     

基于模板卷积匹配的电气指针式仪表快速检测方法

在电力系统智能运维中,特别是在基于数字孪生的变电站智能机器人巡检中,由于受周围复杂环境以及网络信号屏蔽的影响,机器人存在检测精度不高和实时性差等问题,导致不能准确检测出设备目标。利用变电站有关先验信息,如仪器仪表已知位置信息,在机器人巡检过程中,通过对已知目标的图像特征分析,利用图像几何特征信息的约束,完成智能巡检机器人在巡检过程中实现设备的准确检测。利用变电站中电气设备柜上的仪表进行识别和检测,是完成智能巡检机器人实现目标快速检测的一个关键环节。提出一种基于模板卷积匹配的电气指针仪表检测方法,通过对仪表盘进行卷积模板匹配,实现电气柜上仪表盘的精确检测,为下一步智能巡检器人的位置自校准提供必要的先验信息。实验结果表明,提出的算法具有较高的目标识别和检测精度,由于不涉及复杂的图像抽象特征计算,具有较高的计算效率。     

地铁隧道智能巡检机器人

本项目旨在设计一种地铁隧道智能巡检机器人，实现巡检地铁隧道中的各种环境参数是否符合要求，包括隧道中的含氧量、气压、有害气体、隧道内壁是否存在缝隙漏水积水等情况，以及钢轨表面是否存在裂纹、烫伤等故障。同时该机器人具有照明功能以应对线路中较为黑暗的地段。本机器人可实现全自动化检测，主要通过图像识别技术以及传感器技术实现。如果机器人发现异常，会将异常点相对于出发点的距离和异常类型上传到隧道维修工人的接收端，以便对异常情况进行处理。     

多传感器信息融合在移动机器人定位中的应用

机器人自定位是实现自主导航的关键问题之一。为了满足机器人在导航时精确定位的要求,提出一种基于多传感器信息融合的自定位算法。根据对机器人运动机构的分析和运动机构间的刚体约束,建立起机器人的运动学模型;由传感器的工作原理建立里程计和超声波传感器的观测模型;利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法将里程计和超声波传感器采集的数据进行融合;最后,由匹配的环境特征对机器人的位置进行修正,得到精确的位置估计。实验结果表明:该算法明显地消除了里程计的累计误差,有效地提高了定位精度。     

基于ROS的变电站室内巡检机器人的研究与设计

为了解决变电站室内人工巡检方式效率低、人工成本高、巡检精度低等问题,更好的促进数字化、智能化电网的发展,本文设计了一套适用于变电站室内巡检作业的机器人系统,该机器人系统包含巡检机器人终端、巡检专网、数据库、远程管理终端四部分,同时对机器人室内定位算法进行了研究,设计了机器人硬件结构,开发了机器人的控制系统,并对机器人的定位准确性、可靠性、安全性进行了模拟仿真实验和现场运行实验。实验结果显示：本文设计的巡检机器人可以很好的适应变电站室内环境,并且该机器人可以实现精确的定位与导航,对变电站室内设备运行情况进行精确巡检与故障预警,满足变电站室内巡检作业要求。最后对本次研究工作进行了总结,提出了下一步研究计划。     

基于泛在物联网背景下智能机器人开启电力巡视新启航

智能机器人可代替人工进行日常的巡视和检测工作,具有自动巡检功能。机器人可按照每日规划的巡视检测任务,定时开始巡视检测工作。机器人可根据预先设定的巡检点的位置,沿着预定轨迹依次进行自动巡检。机器人搭载有各种高精度数据采集设备,包括高清摄像机、红外热像仪、温湿度和气体传感器等,通过移动监测的方式,实现配电站所信息检测的全覆盖、全检测,现今,电力系统已全面实现智能机器人开启电力巡检新时代。     

矿用巡检机器人行走机构有限元分析与仿真研究

为了解决煤矿井下设备人工巡检的难题,设计了矿用履带式智能巡检机器人。该机器人搭载了多种高灵敏度检测传感器、大容量锂电池、中央控制器等,实现了对煤矿井下空间环境参数的远程监控。采用有限元分析法建模巡检机器人行走机构并进行动力学仿真,设置不同的工况进行数值模拟。结果表明,煤矿巡检机器人在上坡运行过程中输出扭矩变化恒定,波动较小,整车结构紧凑且运行稳定可靠,有助于传感器准确采集现场数据、获取高清现场图像。     

智能巡检机器人研究现状与发展方向分析

<正>智能巡检机器人是新世纪人工智能、虚拟现实技术等的重要产物。电力巡检实践中采用智能巡检机器人能及时、完整地记录各种数据,并实现全面监控,及时发现生产中的隐患,保障电力系统安全、可靠运行。分析智能巡检机器人的现状,主要从关键技术、功能运用、人机关系等视角展开论述,科学预测机器人未来的设计趋势与发展方向。     

基于传感器融合技术的机器人远程控制系统设计

结合数据融合技术与无线传输技术,提出了一种基于传感器融合的机器人远程控制系统设计方法。机器人端采用FMCE毫米波雷达与摄像机进行多传感器融合,机器人端与远程PC端采用局域网进行通信,本地PC端对机器人进行远程控制时功能主要有两个,第一个是根据现场作业环境实时控制机器人移动,第二个是在PC端选择目标对象后让机器人生成行驶路径后自动跟踪目标对象,路径跟踪控制器采用的是线性二次型调节器(LQR),这种基于传感器融合的机器人远程控制系统设计方法,具有高效、智能、可靠、精确等优点,可以应用于各种需要机器人协助完成的任务中,如无人巡检、智能交通等领域。     

超声在移动机器人障碍物检测中的应用研究

在移动机器人的相关技术的研究中,移动机器人障碍物检测是机器人研究的一个重要方向。以上海英集斯自动化技术公司生产的MT-R机器人为研究对象,首先利用其内部安装的超声传感器及相关软件测量机器人前方障碍物的距离,得出测量结果,并分析误差原因;其次利用机器人前面三个超声传感器进行避障实验,运行过程基本能够满足一般要求,但对特殊障碍如有桌洞的障碍物,机器人钻入桌洞,无法避开。单独采用超声传感器不能满足机器人对障碍物的精确识别,有必要结合其他传感器提高障碍物的测量精度。     

基于机械臂的Kinect车辆轮廓点云配准

车辆轮廓的三维点云模型在汽车智能化制造及维保过程中具有重要作用。为提高点云配准的精度和效率,以汽车维保机器人为研究对象,提出一种基于点云数据处理技术的车辆轮廓扫描定位及点云数据配准方法。在机械臂末端安装Kinect深度传感器实现精准移动,在汽车四周采集点云数据并进行预处理,根据机械臂运动学方程计算传感器采样位姿,完成初步配准。在此基础上,使用迭代最近点算法完成车辆轮廓点云的精确配准。实验结果表明,该方法可完成各视角点云数据的准确、快速配准,得到完整的三维点云数字模型。     

消毒防疫智能巡检机器人的设计

针对某些公共场所需要进行环境数据监测、安全巡视及卫生消毒等工作,本文提出并设计了一种消毒防疫智能巡检机器人.系统以STM32单片机作为控制器,配置多种传感器实现数据的采集,通过摄像头和无线模块实现图像信息的采集与传输,同时机器人身上安放自动喷洒消毒装置,实现巡检、消毒及防疫功能.消毒防疫智能巡检机器人具有自动巡回和手动...     

用于输煤廊道的智能巡检机器人自动化巡视系统

为了满足电厂输煤廊道的日常巡检需求,设计用于输煤廊道的智能巡检机器人自动化巡视系统。在机器人本体上搭载高清摄像头、温度传感器、声音传感器等传感器,利用轨道传动模块保障机器人巡检过程中灵活移动,利用搭载的传感器采集输煤廊道的图像信息与环境信息。利用通信模块在输煤廊道中布置通信基站,基于通信基站构建通信网络拓扑,利用通信网络将所采集的输煤廊道巡检信息传送至监控平台。监控平台通过控制软件以及远程数据显示软件的设计,输出输煤廊道巡视结果。经测试所设计系统可以实现输煤廊道的日常巡检。     

面向配电室智能监测的传感器巡检机器人设计

开发了一种用于配电室危险环境下的多元传感器移动巡检机器人。设计了满足配电室环境的机器人结构,使得巡检机器人具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便等特点。通过运动学分析,研究了机器人的差动能力和爬升能力。运用PTZ摄像机和控制系统将采集的图像和传感器数据传输通过IEEE 802.11b/g传输到智能维护中心（IMC）。实验结果表明,该机器人能够在配电室内顺利移动,并能有效地对配电室环境进行智能监测。     

电力巡检机器人路径规划技术及应用综述

电力巡检是保障电力设备安全与稳定的关键.传统的巡检方式以人工为主,其高风险、低效率、易漏检的缺点难以满足电力巡检要求,将机器人应用于电力巡检具有安全高效、自主分析、智能决策的优势.路径规划技术通过求解巡检路线以实现遍历巡检与自主避障,是电力巡检机器人的关键技术之一.对此,首先分析不同电力场景的巡检内容与要求;然后,综述电力单体巡检机器人路径规划技术与协同巡检机器人路径规划技术,并总结电力巡检机器人路径规划技术在发电站、变电站以及输电线路场景下的应用效果;最后,对电力巡检机器人路径规划关键技术进行展望,即未来电力巡检机器人路径规划技术将向着多源异构信息融合、深度强化学习以及云边端协同路径规划方向发展.     

轨道式巡检机器人应用中的技术问题及解决方案

对于煤矿井下设备的监测,传统的方法是采用现场人工巡检,人工巡检不仅劳动强度大、效率低,而且易受人为因素影响,巡检质量不能得到很好的保证.随着机器人技术的快速发展及应用领域的不断扩大,目前,煤矿井下巡检机器人越来越多的投入使用,利用巡检机器人可以实现煤矿井下巷道、水泵房、变电站、皮带运输机等场所和大型设备的自动巡检,做到无人值守,对保证煤矿生产的安全,实现"无人则安",具有重要意义.在投入使用的巡检机器人中,轨道悬挂式巡检机器人是应用较多的一种,由于煤矿井下环境复杂、潮湿阴暗,同时存在瓦斯等可燃气体,属于易燃易爆场合.巡检机器人在使用中受环境影响经常遇到一些技术问题,本文就轨道式巡检机器人在煤矿井下应用中遇到的问题及解决办法进行了论述.     

无人驾驶飞机精确定位方法研究

GPS技术已广泛应用于无人驾驶飞机的空间定位和导航,但在战时、困难地区的应用会受到限制。文章提出了一种利用多点约束的影像匹配技术实现无人机精确定位的方法,该方法基于多点约束的思想提高了影像匹配的可靠性,同时利用匹配获取的多个同名点解决了由于无人机空中姿态变化引起的单点无法精确定位问题。该方法首先对无人机获取的实时影像和基准影像进行小波变换处理,以便从实时影像上获得足够的明显特征点,然后利用影像匹配和匹配点之间的位置约束关系获取基准影像上的同名点位,使用这些同名点,可以得到精确的无人机空间位置。