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。     

《工业金属管道工程施工规范》概要

介绍了工业金属管道工程施工规范名称的变更原因、各章节的调整范围、主要内容的修改、修订的主要特点、管道工程相关标准的协调.同时对总则,术语,基本规定,管道元件和材料的检验,管道加工,焊接和焊后热处理,管道安装,管道检查、检验和试验,管道吹扫与清洗和工程交接各章要点进行概述性介绍.便于读者了解本规范的全貌.     

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。     

基于图形的压力管道安装工程信息管理系统

针对压力管道安装工程信息管理特点，提出了基于管道空视图的安装工程信息管理模式，并采用三层应用软件结构体系成功开发了相应的软件系统。该系统由管道空视图绘制子，管道安装工程信息管理子系统，空视图绘制自扩充子系统和系统维护子系统，实现了压力管道空视图，安装信息，检验信息和交工信息等的全面管理，体现了压力管道安装质量保证体系的要求精神。系统以MS SQL为后台数据库，ACDA2000为图形开发平台，在Windows NT网络环境运行。本文详细介绍了该信息模型，软件总体结构与主要功能。     

外科手术机器人技术发展现状及关键技术分析

外科诊疗是医疗机器人研究和应用最广泛也是比较成熟的领域,目前研究主要集中在脑神经外科、整形外科、介入式无损检测、角膜移植等领域.为促进我国医疗机器人技术的研究和发展,在充分论述医疗机器人研究意义的基础上,对国内外典型外科手术机器人的研究及应用状况作了详细介绍,并对研究医疗机器人所涉及的手术机器人机构、医学三维图像建模、虚拟手术仿真、遥操作网络传输等关键技术进行了详尽的分析,同时指出了今后的发展方向.     

外科手术机器人技术发展现状及关键技术分析

外科诊疗是医疗机器人研究和应用最广泛也是比较成熟的领域，目前研究主要集中在脑神经外科、整形外科、介入式无损检测、角膜移植等领域．为促进我国医疗机器人技术的研究和发展，在充分论述医疗机器人研究意义的基础上，对国内外典型外科手术机器人的研究及应用状况作了详细介绍，并对研究医疗机器人所涉及的手术机器人机构、医学三维图像建模、虚拟手术仿真、遥操作网络传输等关键技术进行了详尽的分析，同时指出了今后的发展方向．     

微型管内机器人的研究现状

在发电厂、核设施、化工、制冷等领域中,对微型管道进行检测和维修是一项至关重要的工作.微型管内机器人是微型机器人领域的一个重要的研究方向,使用微型管内机器人可以提高管道检测的效率和精确度.介绍了微型管内机器人的发展现状,分析了一些重要的设计思想和研究成果,进而总结了微型管内机器人的研究内容、发展方向与亟待解决的关键技术.     

水下结构物修复用先进机械手软硬件关键技术综述

机器人进行水下结构物维修时,不仅处于非结构化环境,而且存在浮游碰撞危险,作业区域可达性差,水下环境识别困难等特殊问题,所以,进一步提升机器人智能化水平非常重要。英国GRL公司用于焊缝检验的先进海底机械手ARM系统采用先进的人机接口以及工厂用机器人的某些技术,实现了机械手的控制。以ARM的开发经验为基础,目前GRL公司正在研制更为先进的机器人控制系统Polecat,该系统将用于ROV导航员的训练平台Rovsim以及一系列欧盟和商业项目之中,其适用场合不仅包括海洋工程,也包括核电和其他环境。     

仿生机器人的研究综述

介绍了国内外仿生机器人的最新发展动态。归纳和阐述了各种类型仿生机器人的特点及研究成果,分析了仿生机器人的发展趋势。     

服务机器人

目前服务机器人涉足的领域日益广泛，并具有很大的潜在市场，已成为研究的重点．本文论述了服务机器人的种类、特性、应用和关键技术，并对服务机器人的发展前景作出评价     

桥梁信息化及智能桥梁2020年度研究进展

以信息化、智能化为特征的数字化时代的到来推动了桥梁工程技术的发展与创新,有必要将云计算、大数据、人工智能、3D打印、机器人等战略性新兴产业技术与桥梁工程相融合,从智能设计、智能施工、智能运维等多个维度,推进桥梁工业化、数字化、智能化升级。本文从桥梁信息化、智能检测与安全运维、智能防灾减灾、智能材料等方面,综述了2020年该领域前沿技术和重要成果,总结了研究热点与前景展望。分析表明：BIM技术可以提升桥梁正向设计精细化水平、施工过程控制和管理准确化程度;无人机、机器人等智能检测技术与机器学习、卷积神经网络等人工智能技术提高了桥梁检测的精度和效率;高性能智能材料的应用促进了桥梁结构的自感知性、自适应性、自调节性和自诊断性;基于人工智能的自然灾害监测与预警为桥梁智能防灾减灾提供了新的发展思路。未来应将人工智能技术深度融合桥梁设计、建造和养护的全生命周期,顺应信息化、智能化的发展趋势,实现桥梁强国梦。