基于Android的折疊臂式橋梁檢測車智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、折疊臂式橋梁檢測車是用于橋梁健康檢測的特種工程車輛。它通過三段巨型機(jī)械臂的回轉(zhuǎn)、伸縮將工作人員和檢測設(shè)備送至橋梁底部工作范圍內(nèi)的任意位置進(jìn)行橋梁檢測作業(yè)。因此折疊臂式橋梁檢測車機(jī)械臂的防碰撞監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為重要。國內(nèi)折疊臂式橋梁檢測車機(jī)械臂的防碰撞監(jiān)控措施主要有視頻監(jiān)控及人工目測兩種。由于視頻監(jiān)控視場角的限制,無法監(jiān)控到大空間跨度機(jī)械臂的整體畫面,因此并不能對橋梁檢測車機(jī)械臂進(jìn)行有效的監(jiān)控。人工目測的方法是依靠車外的觀察人員通過對講機(jī)將

2、機(jī)械臂與障礙物的距離信息反饋給駕駛室中的機(jī)械臂操作人員。雖然人工目測的方法能觀察到橋梁檢測車機(jī)械臂的整體畫面,但是在碰撞信息的傳遞方面存在嚴(yán)重的滯后。
　　為解決現(xiàn)有監(jiān)控措施存在的缺陷,設(shè)計了基于Android的折疊臂式橋梁檢測車智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用3D虛擬監(jiān)控技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對折疊臂式橋梁檢測車的全畫面監(jiān)控,利用3D碰撞檢測技術(shù)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的碰撞預(yù)警。
　　按照上述設(shè)計思想,首先構(gòu)建了折疊臂式橋梁檢測車智能監(jiān)控系統(tǒng)的硬件平臺

3、并且完成操作系統(tǒng)的選型。采用以S3C6410芯片為中央處理器的MINI6410開發(fā)板作為基礎(chǔ)硬件平臺,外接雙軸傾角傳感器、直線位移傳感器。操作系統(tǒng)采用Android系統(tǒng)。
　　然后研究了Android系統(tǒng)的驅(qū)動體系,基于Android NDK技術(shù)實(shí)現(xiàn)了雙軸傾角傳感器驅(qū)動的硬件抽象層。使用Android多線程機(jī)制實(shí)現(xiàn)了多路傳感器數(shù)據(jù)采集接口。
　　接著研究了3D技術(shù)在大跨度機(jī)械臂監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。使用3D造型軟件對橋梁檢測車進(jìn)

4、行了實(shí)體建模;分析了OBJ文件格式,并完成了OBJ文件的加載;利用傳感器控制橋梁檢測車3D模型與真車同步運(yùn)動的方法實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的全畫面監(jiān)控;利用虛擬碰撞檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的碰撞預(yù)警。
　　最后研究了Android系統(tǒng)應(yīng)用程序的的特性;基于MVC設(shè)計思想設(shè)計了整個監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序架構(gòu);使用 Android應(yīng)用程序開發(fā)工具包實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)各個模塊的代碼編寫及集成。
　　實(shí)驗結(jié)果證明,設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)不但可以克服視頻監(jiān)控不能實(shí)現(xiàn)