排水管道檢測機(jī)器人的設(shè)計及應(yīng)用.pdf

1、城市排水管道是城市建設(shè)的重要標(biāo)志，排水管道系統(tǒng)是否正常對人們的生活有直接的影響。中國南方地區(qū)夏季雨中相對集中，這給城市的排水帶來很大的壓力，因此對管道的維護(hù)與檢修要定期展開是十分必要。城市管道位于地下，狹長且內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，靠人力基本上無法完成檢查，這就需要開發(fā)出一套自動化檢測工具來代替人工。
　　論文首先闡述了管道檢測機(jī)器人的背景與現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)外管道檢測機(jī)器人的發(fā)展，闡明了本課題的研究背景和意義。簡述了本文的組織形式和研究內(nèi)容，

2、并介紹了機(jī)器人機(jī)械本體及控制系統(tǒng)的架構(gòu)。
　　論文通過對機(jī)器人在管道的約束分析、臨界顛覆狀態(tài)建模分析以及針對機(jī)器人在管道到內(nèi)部行走、越障等模型進(jìn)行受力分析，為機(jī)器人硬件設(shè)計中器件參數(shù)選定提供依據(jù)。同時，論文對機(jī)器人運(yùn)動姿態(tài)進(jìn)行建模分析，為設(shè)計機(jī)器人的自動行駛功能算法作基礎(chǔ)。
　　一套完整、可靠的軟硬件平臺是機(jī)器人能在復(fù)雜管道環(huán)境中運(yùn)行正常的關(guān)鍵，論文根據(jù)管道檢測機(jī)器人的功能要求，設(shè)計出一套管道檢測機(jī)器人的硬件、軟件系統(tǒng)。硬件

3、包括控制系統(tǒng)、機(jī)械本體系統(tǒng)、PC機(jī)終端系統(tǒng)。軟件包括上、下位機(jī)軟件以及基于PC機(jī)開發(fā)的管道檢測系統(tǒng)和三維重建系統(tǒng)。
　　論文提出了一種利用激光掃描儀采集的點云數(shù)據(jù)對管道進(jìn)行快速三維重建的方案。對于待掃描的管道，獲取從不同角度掃描的激光點云，通過一定的算法處理后將能夠建立管道3D模型，能夠?qū)艿肋M(jìn)行由于視頻錄像的細(xì)節(jié)檢測。
　　最后論文完成了整個管道機(jī)器人系統(tǒng)平臺的搭建，并對機(jī)器人行走、爬坡、轉(zhuǎn)彎、數(shù)據(jù)采集、云臺攝像頭控制等進(jìn)