地下管道检测移动机器人的发展现状

简要介绍了管道检测移动机器人的发展状况,并对管道检测移动机器人的发展趋势及关键技术进行了探讨。     

非完整城市排水管道机器人反演跟踪控制

近年来,用于城市排水管道检测的轮式移动机器人因其灵活性而受到人们的关注。轮式移动机器人为欠驱动系统,具有非完整约束,对其控制策略的研究可以促进非完整控制理论的发展。基于轮式移动机器人的动力学模型,提出一种反演跟踪控制方法,实现其高精度跟踪控制。通过建立机器人动力学模型,对模型进行解耦,针对解耦后的子系统分别设计线速度和角度跟踪控制器。仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

移动机器人智能避障算法仿真研究

针对轮式移动机器人运动过程中避免碰撞固定障碍物的问题,提出了一种基于预先检测位置的智能控制算法。该算法以障碍物边预先检测位置为运行过程的子目标,通过经由各子目标,实现移动机器人绕行障碍物,避免碰撞的目的。仿真结果显示:使用此智能控制算法,移动机器人能够实现平稳绕行障碍物,到达最终目的地。     

移动机器人检测与跟踪系统的研究与设计

从智能控制与模式识别方法和传统控制理论相结合的思想出发，提出了一种自主移动机器人对运动目标检测和自动跟踪的识别与控制方法.建立了基于连续图像帧差分和二次帧差分的改进的图像HSI差分模型，给出了运动目标的特征分析和计算方法.通过特征匹配识别所需跟踪目标的区域，采用Kalman预报器对运动目标状态进行一步预测估计和两步增量式跟踪，可以快速平滑地实现移动机器人对运动目标的跟踪驱动控制.以移动机器人对汽车桩考的全过程进行监控为例，给出了移动机器人视觉检测识别和跟踪控制系统在汽车桩考中的应用.     

基于同时发射声纳环移动机器人导航系统

开发了一种能在未知环境下实现快速障碍检测与障碍回避的基于同时发射声纳环移动机器人导航系统。为了消除由于同时发射造成的串话干扰,提出了一种基于神经网络模式识别的过滤方法;并制作了由24个声纳传感器组成的声纳环安装到实际的移动机器人上,实现了扫描频率最大可达到66 Hz的全景检测。系统中应用了动态窗口法来完成快速障碍回避的运动规划。实际的导航实验表明,系统可用于室内未知环境中的移动机器人快速导航。     

基于逆投影差分的移动机器人障碍物快速检测

移动机器人的障碍物快速检测是其导航、避障、轨迹跟踪的关键技术。目前多数传感器存在距离盲区以及异常尺度等问题,且现有算法大多计算复杂,难以满足实时性需求。为了改善这些问题,本文提出了一种基于环视逆投影差分的移动机器人障碍物快速检测与定位新方法。该方法以水平地面为参考平面,对移动机器人上环视系统中相邻视角相机拍摄的图像进行逆投影变换,再经图像差分得到逆投影差分图,图中像素值为零的点位于参考平面,反之则位于参考平面之外,经过阈值化、滤波后即可用来区分参考平面与非参考平面目标,实现其视场公共区域内障碍物的快速检测;同时以逆投影差分图为基础,通过像素坐标系到机器人自身坐标系的转换可获得目标相对于移动机器人精准的位置信息。在实际场景中对5 m范围内不同类型、大小、距离的障碍物进行测试,平均检测精度为97.3%,平均检测耗时为46 ms/帧,平均定位误差为1.1%。实验结果表明,本文方法能快速有效地检测和定位移动机器人附近的动、静态障碍物。     

三轴差动式管内移动机器人的可靠性分析

通过对三轴差动式管内移动机器人驱动单元进行可靠性分析,建立了以差速故障为顶事件的故障树,用求解最小径集和割集的方法找出了影响差速器差速故障的原因,用可重构理念改进设计了三轴差速式管道机器人。改进设计的机器人经过计算机仿真验证和样机运行,改善了运动平稳性、环境适应性和驱动特性,提高了机器人在长距离管道中作业的可靠性指标。     

三轴差动式管内移动机器人的可靠性分析

通过对三轴差动式管内移动机器人驱动单元进行可靠性分析,建立了以差速故障为顶事件的故障树,用求解最小径集和割集的方法找出了影响差速器差速故障的原因,用可重构理念改进设计了三轴差速式管道机器人。改进设计的机器人经过计算机仿真验证和样机运行,改善了运动平稳性、环境适应性和驱动特性,提高了机器人在长距离管道中作业的可靠性指标。     

基于人工势场法机器人小车避障的研究

针对移动机器人的实时导航和避障设计了基于人工势场的控制算法,用该算法控制移动机器人能在未知的环境中,实时检测出障碍物,并实时规划出合理路径,稳定、平滑连续地向目标行驶,给出了机器人行驶的实验结果.通过小车车体方位计算确定了避障方法-人工势场法,即目标位置对移动机器人产生一种虚拟的吸引力,而障碍物对机器人产生一种虚拟的排斥力,这两种力的合成就决定了移动机器人的运动.通过对处于静态环境下的小车的路径进行了规划并进行计算机仿真.仿真结果表明,该人工势场法能有效地实现机器人小车的避障功能.     

误差融合技术的移动机器人SLAM算法研究

即时定位与地图构建是移动机器人自主导航的关键技术,利用单一激光雷达提取的原始特征点云求解帧间运动会产生位姿估计失准。将IMU预积分信息通过线性插值的方法对失真激光点云进行运动补偿,矫正移动机器人自身位姿;采用基于线面特征的点云提取与匹配,提高定位精度;增加回环检测模块,利用ICP算法对存在回环的两关键帧建立约束,以减少系统长期运行造成的累计误差;构建整体代价函数,对全局系统误差进行优化。回环检测插值算法降低了位姿估计失准对系统性能的影响,提高了移动机器人的定位精度,绝对位姿误差更小,保证了构建地图的全局一致性。     

超声导波技术在管道缺陷检测及评价中的应用

超声导波技术是一种新兴的无损检测技术,由于其检测距离长、速度快、成本低、且可以对常规管道检测方法无法接近的管道进行检测及评价,多用于对带夹具、有套管或埋地管道的检测.笔者对管道超声导波的检测原理,以及超声导波在管道中的传播和衰减特性进行了研究,分析了影响管道超声导波检测准确性的主要因素,并采用纵向和扭转模态导波对一段24,,m长、存在复杂管道特征及人为加工缺陷的管道进行了实验.     

移动机器人信息融合技术研究

智能化是未来移动机器人的发展方向,而智能化的基础是传感器技术的发展,移动机器人信息融合技术弥补了使用单传感器带来的缺陷.介绍了国内外移动机器人的研究现状,详细阐述了信息融合技术在移动机器人领域的应用.对在移动机器人中应用信息融合的一些关键技术,包括基于移动机器人的融合结构、融合算法、目标识别和自主导航等问题作了较深入的探讨,并对信息融合技术在移动机器人领域中的应用前景给予展望.     

移动机器人信息融合技术研究

智能化是未来移动机器人的发展方向，而智能化的基础是传感器技术的发展，移动机器人信息融合技术弥补了使用单传感器带来的缺陷．介绍了国内外移动机器人的研究现状，详细阐述了信息融合技术在移动机器人领域的应用．对在移动机器人中应用信息融合的一些关键技术，包括基于移动机器人的融合结构、融合算法、目标识别和自主导航等问题作了较深入的探讨，并对信息融合技术在移动机器人领域中的应用前景给予展望．     

漏磁法管道在线检测计算机系统

叙述了管道腐蚀缺陷检测的意义,提出了管道内在线检测对管线及时维护、管道寿命评价的必要性．介绍了漏磁法无损检测的基本原理,叙述了漏磁法管道在线检测计算机系统的总体设计、结构及各部分的工作过程．该系统具有检测速度快、效率高等特点,对管道的维护具有重要意义．     

约束环境下的多移动机器人自适应伸展算法(英文)

本文介绍了一种用来控制移动机器人组成链式网络并修复通讯连接的自适应分布式机器人合作算法。开发了单层链式伸展算法和双层链式伸展算法,使得移动机器人可以对开放式环境和受约束环境进行探索。还介绍了一种用于寻找最优通讯距离的综合化的方法。通过使用其测量结果,移动机器人系统可以组织成为优化的链式结构并进行伸展。这种伸展算法可以检测到网络中某个机器人节点的缺失,并重新配置系统。它为通讯连接的中断问题提供了一种自适应的解决方案。     

基于Kinect传感器的机器人室内环境检测方法

针对移动机器人室内环境检测问题,提出了一种基于Kinect传感器的目标物体检测方法.利用Kinect传感器采集的视频图像和深度数据来实现对机器人工作环境中已知特征目标物体和完全未知目标物体的检测及定位.对于已知特征目标通过颜色特征分析来完成检测,而对于完全未知的物体则通过深度地面消除算法和提取深度图像的轮廓来进行检测.利用传感器成像模型对检测出的目标区域进行三维空间定位,从而获取目标物相对于机器人的空间位置信息.基于移动机器人平台进行实验,结果表明,该方法能够有效地实现室内环境信息的检测及定位.     

基于横波直探头的管道缺陷周向导波检测技术

围绕厚壁管道的检测问题,基于横波直探头激励周向导波检测管道典型缺陷,通过改变横波直探头的布置方向激励出不同的周向导波模态,克服了柱面纵向导波对于轴向缺陷不敏感的问题,有效提升了检测效率.将横波直探头沿管道轴向方向进行移动,可实现管道周向的扫描检测,表明横波直探头用于检测管道缺陷时指向性良好,为管道轴向缺陷无损检测提供了方法.     

一种空背景下红外弱小目标检测算法

为了检测空背景下的红外弱小目标,提出了一种预测式管道滤波新算法。首先进行单帧检测以获取候选目标,并以该候选目标位置为中心建立预测管道;根据前三帧管道中心位置预测下一帧管道中心位置,从而实现管道随着目标的移动,而且为下一帧的预处理提供先验知识;使用管道滤波算法进行目标检测。由于进入管道预测阶段后,单帧检测只需在预测的管道中心周围进行,由此显著提高了该算法的检测速度和抗干扰能力。仿真实验证明,该算法具有很好的检测性能。     

管道漏磁在线检测技术

管道是石油和天然气长距离输送的主要方式.漏磁检测技术是管道在线检测的主要方法.介绍了管理道在线漏磁检测系统的研究背景、检测原理以及检测系统的基本结构.为适应大管径管道的检测要求及提高检测精度，利用一阶差分及嵌入式零树编码的方法对管道漏磁检测数据进行压缩，并得到了较为满意的压缩比.研究了基于FPCA和DSP的管道漏磁的线检测系统.应用有限元法分析研究了漏磁信号的特点，应用神经网络及多传感器数据融合技术对管道缺陷进行智能识别.     

油-气管道检测机器人技术现状及展望

为提高油-气管道检测的效果,结合国内外典型管道机器人的特点,综合分析了管道机器人运动控制技术、定位技术和实时检测技术3个方面的现状,并指出了核心技术的不足;针对石油化工行业高温带压管道环境,提出管道检测机器人的研究重点为分层模糊神经网络运动控制技术、CCD视觉定位技术、低频电磁定位技术和分层图像分割的优化方法等。为进一步提高化工油-气管道内检测机器人的检测效果提供了理论依据。