模块化作业爬壁机器人设计与分析

为解决传统爬壁机器人在海上风电塔筒立面的作业效率低下和吸附力不足问题,根据模块化设计方法,提出一种可同时用于表面漆膜检测及运维的模块化履带式爬壁机器人。本文详细介绍作业机器人的结构组成及原理,为防止机器人发生滑落和倾覆现象,对其进行力学分析;构建间隙式永磁吸附模型,利用Maxwell软件与传统磁路设计进行参数化仿真对比,并分析气隙和壁厚对机器人吸附力的影响;通过样机平台模拟实验和真实作业,表明机器人能以稳定运动姿态实现塔筒高空及水下作业,验证了其模块化作业的可行性,并同时具备较强的吸附能力和越障能力。

视觉和激光雷达里程计紧耦合的SLAM算法

针对视觉和激光耦合simultaneous localization and mapping(SLAM)中存在的视觉特征丢失、雷达闭环轨迹矢量漂移和高程位姿偏差问题,提出一种通过扫描上下文回环检测的紧密耦合视觉和激光雷达SLAM方法。采用基于SIFT、ORB特征点检测器的视觉里程计解决特征点丢失和匹配失败问题;通过雷达里程计融合视觉里程计帧间估计消除雷达点云畸变和大幅度漂移;通过扫描上下文进行回环检测,引入因子图优化里程计矢量漂移,消除回环检测失败问题。在多个KITTI数据集中对所提算法进行验证,并与经典算法进行对比,实验结果表明,该算法具有高稳定性、较强鲁棒性、低漂移和高精度。