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使用微型飞行器(MAV)对大型基础设施进行自动外观检查
2020年11月19日    阅读量:698    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

瑞典吕勒奥工业大学的一组研究人员开发了一种新框架,用于使用全自动微型飞行器(MAV)对大型3-D基础结构进行视觉检查。


他们在arXiv上预先发表的论文中,介绍了具有高度自治性的空中检查系统,可以将其大规模部署以检查旧的基础设施。


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进行这项研究的研究者之一乔治·尼古拉科普洛斯(George Nikolakopoulos)告诉TechXplore:“老化的基础设施对于发达社会来说已成为一个重要的问题,其成本增加并且对检查人员进行整体操作构成很大的危险中国机械网okmao.com。”


“因此,五年前,我们想到了带有臂的空中机器人,该机器人将以更实惠,更快速,更高效和更安全的方式执行自动检查和维护。”


在Nikolakopoulos和他的同事设计的框架中,仅依靠其车载计算机和传感系统,就部署了多个MAV来检查基础结构。


结合了定位,路径规划和制图技术的模块化系统可确保MAV能够快速部署,从而减少了任务的执行时间,从而满足了操作员的需求。


“考虑到要检查的基础设施(例如盒子或圆锥体)的几何模型草案,我们使用算法为MAV定义了可以保证进行完整外观检查的路径,” Nikolakopoulos解释说。


“空中机器人自动飞行,在避免碰撞的同时收集图像。着陆后,收集到的信息将转换为基础设施的密集3D重建。”


由Nikolakopoulos和他的同事开发的系统包括三个关键组件:基于几何的路径规划器,精确而灵活的本地化组件以及可视数据后处理方案。路径规划器组件可使用多个MAV有效地规划复杂结构的协作范围。


另一方面,定位组件使用超宽带(UWB)融合惯性估计方案为MAV提供准确的姿态估计。最后,后处理方案使研究人员可以利用飞机收集的视觉数据建立基础设施的3D模型。


尼古拉科普洛斯说:“我们研究的主要科学技术影响是,多个MAV是以非人类监督的方式运行的。” “他们具有很高的自治能力,并且具有完整的工业制造能力来执行所需的检查任务。据我所知,这是有史以来第一次将MAV部署到全世界的风力涡轮机检查中。”

 

Nikolakopoulos和他的同事在一系列实际的户外野外实验中评估了他们的自动导航系统的性能,这些实验需要对大型基础设施进行检查。这些测试主要集中在风力涡轮机的检查上,这是特别具有挑战性的结构。


这些初步评估中收集到的结果非常有希望,突出了拟议系统用于检查大型复杂基础设施的优点和潜力。将来,尼古拉科普洛斯(Nikolakopoulos)及其同事开发的方法可以大规模部署,从而为使用航空机器人进行全自动检查铺平了道路。


尼古拉科普洛斯说:“我们现在正处于将整体构想既作为服务又作为平台进行商业化的阶段,因此,我们正在全力以赴地建立分拆公司并加强未来的财务计划。”


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