[发明专利]一种缆索缺陷检测与定位的攀爬机器人

说明书

一种缆索缺陷检测与定位的攀爬机器人，属于缆索检测技术领域。本发明包括数据采集模块、数据分析模块、缺陷输出模块、人机交互模块和标定模块，数据采集模块对缆索缺陷进行检测后将检测数据信息输入数据分析模块，数据分析模块实现缆索缺陷识别后，将缆索缺陷信息经由缺陷输出模块发送给人机交互模块，标定模块确定缆索空间表面损坏点三维几何位置，标定模块与人机交互模块建立连接。本发明检测速度快，成本低，适合大规模推广使用。

技术领域

本发明涉及一种缆索缺陷检测机器人系统，属于缆索检测技术领域。

背景技术

缆索在桥梁等建筑中起着重要的承载作用，其性能的稳定对建筑的安全性起着至关重要的作用。缆索在服役过程中因外界环境恶劣容易，出现腐蚀、断丝等缺陷，影响使用安全。为保障装备的安全运转，世界各国每年需投入大量的人力物力对这些装备定期开展检测、维护作业。

目前，世界范围内广泛采用传统的人工作业方法开展相应的检测作业，不仅存在劳动强度大、作业效率低、工作周期长、成本高、问题排查不彻底，而且时常伴有安全事故发生。因此，极需研发一套可在各类索道、管件上灵活爬行，能够根据不同的场所进行随机调整，来实现攀爬并进行性能分析检测工作的攀爬机器人。

在国内外智能攀爬机器人方面普遍存在设计复杂、自身重量大、通用性差的问题，同时需要检测机器人控制系统在基于PLC的基础上，融合传感器技术、无线信号传输技术以及计算机控制技术，实现检测过程的自主化和智能化。

发明内容

本发明针对现有技术中上述的不足，提供一种缆索缺陷检测与定位的攀爬机器人。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种缆索缺陷检测与定位的攀爬机器人，包括数据采集模块、数据分析模块、缺陷输出模块、人机交互模块和标定模块，所述的数据采集模块对缆索缺陷进行检测后将检测数据信息输入数据分析模块，数据分析模块实现缆索缺陷识别后，将缆索缺陷信息经由缺陷输出模块发送给人机交互模块，所述的标定模块确定缆索空间表面损坏点三维几何位置，标定模块与人机交互模块建立连接。

进一步地、所述的人机交互模块包括微控制器、语音录放芯片、键盘、液晶显示、串行通信接口和控制执行单元。

进一步地、所述的数据采集模块包括图像采集模块和内部检测模块。图像采集模块包括固定在机器人上的多台高分辨率网络摄像机，网络摄像机对缆索上的图像信息进行采集和存储，同时将采集到的图像数据通发送给数据分析模块，数据分析模块根据现场实时图像，对机器人的控制策略进行调整。

进一步地、所述的数据分析模块包括数据库模块和知识库模块。

进一步地、所述的数据库模块用于存储数据采集模块对缆索缺陷进行检测后获得的检测数据信息，所述的知识库模块对典型缺陷建立专家系统用于缺陷类型的甄别。

缆索的缺陷主要分为两大类，表面缺陷和内部缺陷(腐蚀/断丝)

针对表面缺陷利用视觉技术进行图像采集，对图像进行空间域和频域滤波预处理，考虑到爬升过程中产生的振动及缆索本身的污染，基于Canny算子和Hough变换进行缆索边缘特诊提取，最后利用模糊识别的模式分类方法对缺陷进行识别。

对于内部缺陷，针对直流励磁磁化点固定，可用来分辨缺陷的信号参量少和交流励磁存在由于硬件限制很难使试件饱和磁化等技术问题，基于脉冲励磁原理研制脉冲励磁漏磁传感器，获得缆索宽范围的频率成分，结合智能算法实现内部缺陷的检测与空间定位。