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桥梁检测旋翼飞行器设计及运动性能研究
| 论文题名： | 桥梁检测旋翼飞行器设计及运动性能研究 |
| 关键词： | 桥梁检测;旋翼飞行器;结构设计;飞行路径规划;运动性能 |
| 摘要： | 随着国家“一带一路”战略的进一步深入，道路显得更加重要，桥梁作为道路的重要组成部分重要性不言而喻，因此桥梁的可靠性、安全性也成为人们关注的焦点。传统的桥梁检测方法存在很大的局限性，如:实时性差、评估结果不准确率高等。旋翼飞行器有成本低、操作简单等优点，被广泛应用在各个领域中。 本文将旋翼飞行器应用于桥梁检测中，可以实时动态的观测桥梁的健康状态。主要内容如下: (1)桥梁检测无人机平台主要零部件设计 针对桥梁检测的行业应用，结合飞行器的总体框架图，提出了针对新型桥梁检测系统中桥梁实时影像数据无人机采集环节中的无人机平台总体设计中硬件的选择方案，包括机架、电调、电机、飞控板、云台、相机、遥控器等，对每个硬件做了详细的参数介绍。 (2)桥梁检测无人机的结构设计 根据桥梁的结构特点，在使设备满足各种条件的前提下，对所建的无人机数据采集平台做结构上的改装，使之适应于之前所建平台获取不到的桥梁桥体底部数据信息的采集，并实验验证改装后的六旋翼飞行器平台的桥梁影像数据信息采集的有效性和实用性。对改装过程中出现的GPS卫星定位仪和云台的运动干涉以及改装后云台是否出现过载的问题进行实验验证，并提出具体的解决方案。 (3)桥梁检测无人机绕桥飞策略的制定 针对桥梁影像数据的无人机采集方案，结合桥梁结构特点、飞行器飞行时长，制定适合于六旋翼飞行器的绕桥飞策略。结合后期桥梁影像数据处理软件的需要，定义了桥梁影像数据无人机采集的采集参数以及要求，具体参数有:相机采集倾斜角度、飞行高度、照片重合率等，并对每条绕桥飞路径上的六旋翼飞行器采集参数进行试验，得出适合于六旋翼飞行器的采集参数。 (4)无人机绕桥飞路径规划研究 针对桥梁地形复杂、旋翼飞行器遥控操作困难等问题，结合六旋翼飞行器的结构和飞行原理，提出一种针对桥梁地形的路径规划和寻找最优路径的方法。本方法结合桥梁的结构特点，将三维规划分解为垂直二维平面规划和水平规划，简化规划空间，降低问题的复杂程度。水平路径规划为固定的S型路线，针对垂直二维平面路径规划，提出了一种智能组合优化算法。最后仿真验证此法的有效性。 |
| 作者： | 申旌辉 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 贾策 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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