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基于IAPF算法和Arduino单片机的桥检无人机研究
| 论文题名： | 基于IAPF算法和Arduino单片机的桥检无人机研究 |
| 关键词： | 桥梁检测;无人机;改进人工势场法;自动避障系统;可靠性 |
| 摘要： | 无人机(UAV)技术可使桥梁检测的效率大为提高，且在经济性方面具有较强的优越性。但目前的无人机仍无法满足桥梁检测的工程条件和要求，主要有以下两方面的问题:1）无人机无避障功能，桥梁检测过程中存在诸多的安全隐患;2）无人机图传系统未能与桥梁检测相结合。针对这两个问题，本文从理论上和实践上提出切实可行的方法。主要从以下几方面展开。 首先，阐述人工势场法在无人机进行桥梁检测避障的优越性。针对传统的人工势场法存在局部最小点和目标不可达的两个问题，根据桥梁结构自身的特点，提出改进人工势场法(IAPF)。并进行相应的仿真测试验证该算法的有效性。 其次，阐述桥梁检测无人机硬件和软件的具体实现。引入Pixhawk飞控、Arduino单片机以及超声波传感器，在无避障功能的无人机基础上，添加了自动避障系统的硬件装置，并进行软件编写，并进行实际测试。 再次，进行在裂缝检测的应用研究。引入图像传输技术和数字图像处理技术，通过图像信息计算出实际裂缝的长度和宽度，最后进行对照试验探究其效果。 最后，试验验证改进后的无人机在桥梁检测中的可行性。在介绍该桥梁的情况之后，引入对照试验，将无人机检测的方法和常规检测方法引入该桥的外观检测，分别介绍了两种检测方法的实施方法和评分结果。对这两种方法分别从检测手段的图像效果、经济性和完成效率上进行比较。 经测试，无人机进行检测具有较好地清晰度和可靠的评分结果，在经济性和效率上具有较大的优越性，其满足桥梁检测工程实践的要求，在桥梁检测应用中具有巨大潜力。 |
| 作者： | 袁栋 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 叶贵如 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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