轨道连接件检测机器人的控制与定位算法研究与实现

发布时间：2022-10-04 15:43

　　随着城市轨道交通建设进入高速发展阶段,对于地铁等轨道交通的检测作业标准也不断提高。我国在轨道连接件等的检测方法研究方面取得了较快的发展,但是对于小型检测装备行走的智能化仍然不足。轨道连接件检测效率、检测精度、作业人员的安全与小型检测装备行走的智能化有着密切联系。因此在本课题组内机器人机械平台的研发基础上,研究轨道连接件检测机器人的控制与定位算法,对于促进我国地铁轨道连接件检测具有很重要的意义。首先,本文对机器人的控制与定位展开总体设计,通过对地铁隧道环境与课题组内已完成的机器人结构分析,提出了机器人控制与定位的功能需求。在此基础上,设计了机器人作业流程,同时对控制与定位的架构进行设计,并设计了相应的组成框架。为顺利展开研究,进一步制定了整体实现的技术路线。在控制方面,针对机器人的作业环境,展开机器人控制策略的研究,分别制定了控制的优先级、启停控制策略及安全防护机制。在控制策略基础上设计了控制算法,进一步,对控制相关的软硬件进行了选型与设计,经算法调试与验证后实现了机器人的速度闭环控制。同时,对机器人的远程控制框架进行设计,结合ROS实现远程通信。在定位方面,本文对机器人定位环境进行分析... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 国内外发展现状及趋势
        1.2.1 机器人行走控制的相关研究
        1.2.2 机器人室内定位的相关研究
    1.3 研究目标及主要内容
    1.4 拟解决的关键技术问题
    1.5 论文结构
第2章 机器人控制与定位的总体设计
    2.1 需求分析
        2.1.1 行走环境分析
        2.1.2 机器人机械平台
    2.2 架构设计
    2.3 技术路线制定
    2.4 本章小结
第3章 机器人的控制研究与实现
    3.1 控制策略研究
        3.1.1 控制优先级制定
        3.1.2 启停控制策略
        3.1.3 安全防护机制研究
    3.2 控制算法设计与实现
        3.2.1 软硬件选型与设计
        3.2.2 控制算法设计
        3.2.3 算法调试与验证
    3.3 远程控制设计
    3.4 模拟实验
    3.5 本章小结
第4章 机器人的定位研究与实现
    4.1 定位环境分析
        4.1.1 定位区间
        4.1.2 定位坐标系
    4.2 相对定位
        4.2.1 传感器选型及原理分析
        4.2.2 传感器数据采集
        4.2.3 传感器数据融合
    4.3 绝对定位
        4.3.1 轨枕定位原理
        4.3.2 传感器选型与数据采集
        4.3.3 数据分析与处理
    4.4 组合定位
    4.5 模拟实验
    4.6 本章小结
第5章 系统整合与测试
    5.1 系统整合
    5.2 系统测试
        5.2.1 模拟隧道测试
        5.2.2 地铁现场测试
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]这场拼实力的竞赛,诠释了城轨交通人的“工匠精神”[J]. 楚峰.  运输经理世界. 2018(06)
[2]PID控制在地面轮式机器人中的运用[J]. 胡安琪.  河北电力技术. 2018(05)
[3]基于改进卡尔曼滤波的陀螺仪误差补偿算法[J]. 李鲁明,赵鲁阳,唐晓红,何为,李凤荣.  传感技术学报. 2018(04)
[4]基于多传感器的列车里程计定位误差检测及校正方法[J]. 吴昕慧,蔡煊,陶汉卿.  城市轨道交通研究. 2016(05)
[5]基于轮毂电机的恒速控制策略[J]. 何志义,李超军,陈拥平.  技术与市场. 2015(08)
[6]Ⅲb型轨枕异轨底脚间距的影响因素分析[J]. 徐长江.  江西建材. 2015(14)
[7]基于多传感器的列车空转及滑行检测与校正方法研究[J]. 蔡煊,王长林,林颖.  城市轨道交通研究. 2015(01)
[8]机器人PID控制算法研究与实现[J]. 王志勃,毕艳茹.  计算机技术与发展. 2014(10)
[9]新版GB 50157—2013《地铁设计规范》获国家批准[J]. 周庆瑞.  都市快轨交通. 2013(05)
[10]高精度高鲁棒性的轨道机器人全局定位方法[J]. 唐恒博,陈卫东,王景川,刘帅,李国波,赵洪丹.  机器人. 2013(05)

博士论文
[1]高压线巡检机器人的研究[D]. 张廷羽.上海大学 2009

硕士论文
[1]矿用悬线巡检机器人控制系统研究[D]. 周展.西安科技大学 2018
[2]变电站智能巡检机器人行走系统设计及控制策略研究[D]. 王冠.内蒙古工业大学 2018
[3]变电站轨道式巡检机器人控制系统设计[D]. 鲜开义.西南交通大学 2018
[4]基于ROS和Spark的智能家居+大数据系统设计[D]. 李长圆.北方工业大学 2018
[5]基于捷联惯导的电缆隧道巡检机器人定位技术研究[D]. 谢海天.电子科技大学 2018
[6]基于ROS的惯性导航和视觉信息融合的移动机器人定位研究[D]. 王德智.哈尔滨工业大学 2017
[7]超声波轨道探伤小车及其控制系统的开发与研究[D]. 李宜.华东理工大学 2017
[8]面向隧道救援的悬挂式轨道机器人系统研究[D]. 何运来.长安大学 2017
[9]基于机器视觉的小型管道机器人研究[D]. 韩雪.天津理工大学 2017
[10]基于模糊自适应PID控制的摊铺机行走系统的研究[D]. 肖金昌.长安大学 2016



本文编号：3685306