桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法研究

作     者：刘理 王耀南 张辉 万智 贾林 Liu Li;Wang Yaonan;Zhang Hui;Wan Zhi;Jia Lin

作者机构：湖南大学电气与信息工程学院机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410076 湖南桥康智能科技有限公司长沙410116 

基　　金：国家自然科学基金项目(61573134,61733004,61601061,61841103) 国家重点研发计划项目(2018YFB1308200) 湖南省科技计划项目(2017XK2102,2018GK2022,2018JJ3079) 湖南省教育厅项目(17C0046)资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2019年第40卷第7期

页      码：147-158页

摘      要：针对桥梁底部病害人工检测的作业难题,介绍了桥梁检测机器人的工作原理,结合桥梁的结构化特征和视觉检测拍摄参数约束,研究了桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法。首先,提出一种以最佳拍摄模型约束的桥梁检测机器人拍摄作业位姿规划方法。在最佳拍摄规划方法的基础上,针对小箱梁桥梁和T型梁桥梁底部的褶皱结构,研究了以安全拍摄模型为约束的拍摄位姿优化方法,设计了结合拍摄偏角和拍摄距离的权重函数,推导了优化算法公式并给出了收敛证明。通过对不同拍摄参数的配置,进行了针对空心板桥梁的拍摄作业位姿规划方法仿真;针对小箱梁桥梁的结构,在位姿规划仿真结果基础上进行了位姿优化方法的仿真。最后以研制的桥梁检测机器人为对象,进行了现场测试与验证,仿真和实验结果均表明,该规划和优化方法符合桥梁拍摄检测的要求,具有很好的鲁棒性和实时性。

主 题 词：桥梁检测机器人 作业规划 位姿优化 不等式约束优化 

学科分类：08[工学] 0804[工学-材料学] 0703[理学-化学类] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 081102[081102] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J1904923

馆 藏 号：203791886...