智能橋梁檢測車工作臂定位與避障控制的研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，交通運輸量的不斷上升，橋梁負荷量迅速增大，橋梁坍塌事故有增多的趨勢。實踐表明，橋梁的大部分缺陷產(chǎn)生在橋梁的底面，目前，普遍采用的橋底缺陷探測方法是：采用傳統(tǒng)橋梁檢測車工作臂將檢查人員送至橋底進行檢測作業(yè)，該方法效率低，檢測質(zhì)量差且不安全；因此，最近國內(nèi)外學(xué)者開始進行了智能橋梁檢測車的研究，試圖實現(xiàn)自主檢測橋底缺陷，以促進橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展。
　　 本文在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，重點研究了橋梁檢測車工作臂的定

2、位與避障。這是實現(xiàn)自動檢測作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)；工作臂在精確地自身定位的同時，承載攝像機沿橋底進行仿形運動，有效地回避橋底結(jié)構(gòu)障礙、并始終和橋梁底面保持一定的距離，本文的研究有利于解決橋底檢測難的問題，主要有以下內(nèi)容：首先，從總體上設(shè)計了工作臂定位與避障系統(tǒng)，闡述了其工作原理，并說明了工作臂的運動過程。其次，在對多種傳感器分類和歸納的基礎(chǔ)上，設(shè)計了有探測外部環(huán)境和工作臂自身定位功能的感知子系統(tǒng)，采用最小值法實現(xiàn)信息融合，提高其精確性和處理速度

3、。再次，研究了橋梁檢測車的定位和工作臂的定位。根據(jù)能否接收GPS定位信號，分別為車輛定位建立了兩種不同的參考坐標系，車輛定位子系統(tǒng)采用了基于模糊自適應(yīng)擴展卡爾曼濾波的GPS/DR組合定位方式，在Matlab中進行了仿真試驗，試驗結(jié)果表明該方法是有效的。然后，分析了機械臂的坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系，研究了工作臂的位姿定位問題，該定位系統(tǒng)的設(shè)計為自動檢測橋底提供了重要的前提條件。最后，根據(jù)工作臂的特征，提出了探測式的仿形避障方案；采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電液