智能橋梁檢測(cè)車(chē)工作臂定位與避障控制的研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸量的不斷上升，橋梁負(fù)荷量迅速增大，橋梁坍塌事故有增多的趨勢(shì)。實(shí)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(cè)方法是：采用傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)車(chē)工作臂將檢查人員送至橋底進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)，該方法效率低，檢測(cè)質(zhì)量差且不安全；因此，最近國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始進(jìn)行了智能橋梁檢測(cè)車(chē)的研究，試圖實(shí)現(xiàn)自主檢測(cè)橋底缺陷，以促進(jìn)橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。
　　 本文在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了橋梁檢測(cè)車(chē)工作臂的定

2、位與避障。這是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)；工作臂在精確地自身定位的同時(shí)，承載攝像機(jī)沿橋底進(jìn)行仿形運(yùn)動(dòng)，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(cè)難的問(wèn)題，主要有以下內(nèi)容：首先，從總體上設(shè)計(jì)了工作臂定位與避障系統(tǒng)，闡述了其工作原理，并說(shuō)明了工作臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。其次，在對(duì)多種傳感器分類(lèi)和歸納的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了有探測(cè)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(shí)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(cè)車(chē)的定位和工作臂的定位。根據(jù)能否接收GPS定位信號(hào)，分別為車(chē)輛定位建立了兩種不同的參考坐標(biāo)系，車(chē)輛定位子系統(tǒng)采用了基于模糊自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波的GPS/DR組合定位方式，在Matlab中進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明該方法是有效的。然后，分析了機(jī)械臂的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，研究了工作臂的位姿定位問(wèn)題，該定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為自動(dòng)檢測(cè)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(cè)式的仿形避障方案；采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電液