电缆隧道综合检测机器人控制系统研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要电缆隧道综合检测机器人控制系统研究摘要随着机器人技术的发展，小型地面移动机器人在排爆、反恐、消防、管道检测等领域的应用越来越广泛，机器人控制系统的研究也成为当今科学研究领域的热点之一。本研究课题来源于国家电网公司的实际工程项目——“电缆隧道检测机器人系统”，其研制的意义在于：以机器人的方式综合实现电缆隧道的防火、有害气体监测工作的自动化。本课题着重研究电缆隧道检测机器人控制系统，主要工作包括以下几个方面：首先，进行了机器人控制系统下位机硬件设计，包括机器人供电电源系统，以TMS320LF2407型DSP为核心的运动控制系统，多传感器数据采集系统，无线通讯系统

2、。其次，进行了机器人控制系统上位机软件设计，包括使用Delphi语言设计了人机交互界面和上位机控制软件，和基于多传感器数据融合技术的工况等级评定系统。最后，重点研究了以超声波测距传感器作为感知器的机器人避障系统，以及通过图像处理技术来研究隧道路径导航，从而实现基于行为的机器人运动控制。第I页上海交通大学硕士学位论文摘要实验证明了该机器人控制系统的稳定性和可靠性，它不但能够在无线遥操作模式下实现避障、越障等功能，而且能够在自主模式下实现简单的自主行走和越障。另外，工况等级评定系统也令人满意，整体功能达到了预期的设计目标。关键词:移动机器人，控制系统，行为控制，数据融合，视觉导航第II页上

3、海交通大学硕士学位论文ABSTRACTRESEACHOFTHECONTROLSYSTEMOFCABLETUNNEL-INSPECTINGROBOTABSTRACTWiththedevelopmentofrobottechnology,theapplicationofsmallgroundmobilerobotsinexplosivesdisposal,anti-terrorism,fire,pipelinetestingismoreandmoreextensive.Therobotcontrolsystemhasbecomeoneofthehotareasofscientificres

4、earchrecently.Manyresearchinstitutesarestrengtheningitsresearchefforts.Thisissuestemsfromanactualproject-"cabletunneldetectionrobotsystem",whichisaprojectforChinaPower.Itssignificanceliesinachievingautomationoffireandhazardousgasmonitoringincabletunnelinthetypeofapplyingrobot.Thisissuefocusesonc

5、abletunneldetectionrobotcontrolsystem,themaintasksincludethefollowing:First,therobotcontrolsystemframeworkdesign;therobothardwaredesign,includingtherobotpowersupplysystem,themotioncontrolsystembasedonTMS320LF2407-DSP,Ultrasonicobstacleavoidancesystems,第III页上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTmulti-sensordataacq

6、uisitionsystem,videoimagessystem,wirelesstransmissionsystem.Secondly,studythebehaviorcontroltoachieverobotwalksindependently,andstudythetunnelpathnavigationusingimageprocessingtechniques.Finally,developwirelesscommunicationssystems;useDelphilanguagetodesignman-machineinterfaceandPCcontrolsoftwar

7、e,anddeveloptunnelconditionratingsystembasedonmulti-sensordatafusiontechnology.Experimentprovedthatthisrobotcontrolsystemisstableandreliable.Inthemodeofwirelessremoteoperation,obstacleavoidance,obstaclecrossing,andotherfunct