原文传递
斜拉桥的多机器人协同检测规划及评估研究
| 论文题名： | 斜拉桥的多机器人协同检测规划及评估研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;桥检机器人;协同作业;任务分配;路径规划;状况评估 |
| 摘要： | 随着我国公路交通网络日益完善，桥梁的养护工作也越来越重要。确保桥梁的安全运行是关乎民生的重要事项，定期的检测和维修能有效地延长桥梁的使用寿命。然而，斜拉桥由于其结构复杂、跨度大、检测难度高，传统的人工检测方法往往无法对其进行全面而有效的检测，存在效率低下、精度不高、盲区多、风险较大等缺点。为解决这一问题，本文基于国家重点研发计划项目“大跨度桥梁检测作业机器人”研究，提出一种多机器人联合检测技术，利用无人机、爬壁机器人、拉索机器人和水下机器人、桥检综合服务指挥车等多种桥检机器人进行协同作业的高效检测模式，为实现斜拉桥全桥的智能化表观检测和状况评估奠定基础。本文主要研究内容与结论如下： （1）调研斜拉桥的结构特点、典型病害及其成因，结合检测养护规范提出了基于桥检机器人的斜拉桥检测方案，包括机器人检测范围、检测重点、性能要求和检测流程。 （2）根据桥检机器人的斜拉桥检测方案，对项目组开发的无人机、拉索检测机器人、爬壁机器人和水下机器人的本体构造、空间定位技术、基于机器视觉的桥梁病害识别技术等进行分析，研究了各机器人在斜拉桥检测中的适用性及角色分工，并分别开展了实桥应用测试验证。 （3）根据机器人检测方案和机器人技术特点，建立多机器人检测系统。首先建立斜拉桥BIM模型，导入进桥梁综合检测平台，利用栅格法建立环境地图，对桥检机器人的检测任务进行分配。然后采用基于生成树覆盖算法的路径优化方法，重点研究无人机在斜拉桥加劲梁和爬壁机器人在斜拉桥索塔上，单个机器人和多个机器人两种情况下的检测路径规划。确定多机器人与桥梁综合检测平台的通信方案，并对该通信方案进行测试验证。在上述研究的基础上，研究了多机器人的协同检测规划，最终确定了斜拉桥多机器人协同检测较优方案。 （4）提出一种基于机器人检测数据的斜拉桥技术状况评估方法，确定了桥检机器人检测数据的评定标准，嵌入到项目组开发的桥梁综合检测平台，根据机器人检测数据处理分析，实现了基于机器人检测表观图像数据的斜拉桥状况评估。最后通过实际斜拉桥检测案例验证该评估方法的可行性。 |
| 作者： | 马鑫 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 王鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
