基于环带视觉扫描的墩柱结构表观病害攀爬检测作业机器人系统

针对现有爬壁机器人在高墩柱结构表观病害检测过程中存在的局限性,提出了一种基于环带视觉扫描的高墩柱结构表观病害攀爬检测作业机器人系统。首先,根据攀爬作业机器人的功能需求,设计了一种多足协同的攀爬检测作业机器人平台。其可通过上位机设定机器人作业过程中的运行参数,攀爬过程中利用安装在环形框架上的多个倾角传感器实时采集机器人的姿态信息,并通过所设计的系统算法实时校正其爬行姿态和精度。其次,设计了一种可搭载于作业平台的环形轨道及视觉扫描小车,其可携带工业相机、照明系统和高精度编码器实现对轨道方向的病害视觉扫描。最后,利用所采集的图像进行表观病害识别和测量,并以此为基础实现了表观病害的数字化档案。为测试验证其有效性,利用所搭建的样机,在西安广运桥和淮南寿春桥进行了现场试验,结果表明:本机器人系统可以实现墩柱结构的全域扫描,可以获取墩柱结构表观病害的高精度视觉图像,并能够准确地对其病害进行识别和量化,实现了墩柱结构表观病害的智能检测。

基于环视多通道图像采集的桥墩病害检测

针对传统桥墩病害检测过程中的局限性,通过对桥墩病害的采集机制进行研究,提出了一种基于环形攀爬机器人的桥墩病害检测方法。设计了一种能够适配环形攀爬机器人的环视多通道桥墩病害图像采集系统。采集时先驱动机器人爬行至目标区域,之后通过上位机对核心板进行寻址并发送相应的指令,控制指定的摄像头进行图像的采集工作。为了实现传输过程中的速度匹配,采集到的数据会先暂时存放到SDRAM中,之后按以太网的传输格式对数据进行打包处理,通过捕捉摄像头输出的帧同步信号来判断每一帧图像的开始,并为其添加相应的对齐帧头,由此建立严格的时序电路,来确保采集过程中图像数据的有序传输。该系统可以快速实现对桥墩表面病害信息的采集,病害的检测精度可以达到0.3 mm~0.4 mm,能够满足大部分病害的检测要求。