管道机器人无线电磁自适应定位技术

作     者：魏明生 童敏明 訾斌 夏静 陆阳 WEI Ming-sheng;TONG Min-ming;ZI Bin;XIA Jing;LU Yang

作者机构：中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008 江苏师范大学物理与电子工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221008 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 

基　　金：国家自然科学基金国际合作重大项目(No.60910005) 国家自然科学基金资助项目(No.50905179) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2012年第20卷第4期

页      码：772-781页

摘      要：针对金属管道机器人跟踪定位问题,提出了一种改进的自适应无线电磁定位方法,在未知管道几何尺寸和周围环境电磁参数的情况下实现了管道内机器人的三维定位。首先,通过磁偶极子模型分析了管道外极低频电磁场分布规律。其次,建立了六传感器接收天线的自适应定位模型,设计了电磁发射和接收电路,基于该模型推导出了含有6个未知数的非线性方程组,并分别采用3种算法对其进行了仿真分析。最后,分别对不同壁厚及不同埋藏深度管道进行了试验研究。试验结果表明,在管道壁厚为5.74mm,埋藏深度为0.8～2m的情况下,总位置误差的平均值小于18.7cm,即比原模型减少了3.4cm,满足机器人实际工作中的定位需要。

主 题 词：管道机器人 磁偶极子模型 阵列式传感器 跟踪 定位 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20122004.0772

馆 藏 号：203980480...