桥梁检测无人机控制技术研究
发布时间：2021-07-31 23:49
桥梁作为交通的重要枢纽,为行人和车辆通行带来便利,随着桥梁长期投入使用,桥梁病害随之产生。无人机作为一种新型桥梁检测工具,具有使用维护成本低,不影响交通,可以抵近检查桥梁病害等优点。由于多旋翼无人机具有稳定性高、易操控等优点,通常将多旋翼飞行器作为桥梁检测飞行平台。桥梁支座和桥梁底面为桥梁病害的高发区,本文针对无人机桥梁检测的应用需求,为无人机加入了定高控制,方便检查桥梁底面;加入了环绕飞行控制,方便从多角度检查桥梁支座;加入了避障控制,提高无人机操控的安全性。首先,设计了桥梁检测无人机系统,桥梁检测无人机系统包括:四旋翼飞行平台、相机及云台、图像传输及显示系统、飞行控制系统和多功能控制终端。飞行控制系统使用多种传感器,由控制器采集和处理传感器信息并用于无人机的飞行控制。多功能控制终端负接收飞行控制系统的状态信息,并通过液晶屏显示,当检测到系统故障时发出警告。操控人员可以通过多功能控制终端调整相机姿态和触发相机拍照同时记录拍摄照片时的系统信息,用于后期管理拍摄照片。其次,提出使用强跟踪扩展卡尔曼滤波融合陀螺仪、加速度计和磁罗盘数据进行姿态角的解算,并使用MATLAB对姿态解算做了仿真分...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见桥梁病害
哈尔滨工程大学硕士学位论文的桥梁检测手段有望远镜、桥梁检测车、登高车、爬墙机器人和无人检测桥梁病害成本最低，但不易从多角度对桥梁进行观测。桥梁检测较多的桥梁检测设备，可以搭载工作人员和精密桥梁检测仪器，对桥检测。桥梁检测车和登高车设备成本较高且维护成本较高，通常需要完成桥梁检测任务，占用车道影响交通[6]。华南理工大学蔡钊雄等人六足爬墙机器人可以使用搭载的摄像头近距离对桥梁裂缝进行观测，裂缝识别和测量的方法[7]。多旋翼无人机作为一种新型桥梁检测手段，安全性高，不干扰正常交通等优点，然而在复杂的桥梁检测环境下人员操控技能较熟练，无人机的自动控制技术有待进一步研究。
计的桥梁检测无人机主要用于对桥梁进测工作可由飞手一人或飞手和云台手案如图 2.1 所示。桥梁检测无人机系统及显示系统和多功能控制终端组成。于操控，能够完成悬停观测的任务。影传输系统和显示器。飞行控制系统负责，负责触发相机的拍照或录像的功能，制终端位于云台手端，多功能控制终时发出警报。云台手可以通过显示器观多功能控制终端远程控制相机拍照并由方便后期对照片的管理。飞行控制遥控行，飞行控制遥控器具有最高控制权限接控制无人机飞行。飞手可观看显示
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多旋翼无人机的桥梁外观检测技术及工程应用研究[J]. 苏琦,刘佰鑫,王权权,甘秋萍. 预应力技术. 2017(05)
[2]Altitude information fusion method and experiment for UAV[J]. 徐东甫,Pei Xinbiao,Bai Yue,Peng Cheng,Wu Ziyi,Xu Zhijun. High Technology Letters. 2017(02)
[3]GNSS/UWB高精度室内外组合定位方法[J]. 郝雨时,徐爱功,隋心. 导航定位学报. 2016(04)
[4]无人机在路桥病害检测中的设计与实现[J]. 陈显龙,陈晓龙,赵成,贺志刚. 测绘通报. 2016(04)
[5]浅谈无人机在桥梁检测中的应用与发展[J]. 彭玲丽,黄少旭,张申申,李乾. 交通科技. 2015(06)
[6]基于四元数EKF算法的小型无人机姿态估计[J]. 宋宇,翁新武,郭昕刚. 吉林大学学报(理学版). 2015(03)
[7]基于PID的四旋翼飞行器姿态控制系统[J]. 叶树球,詹林. 计算机与现代化. 2015(05)
[8]对四轴飞行器基于姿态算法的分析与实现[J]. 王俊,鲁晓天. 河南科技. 2015(02)
[9]无人机多传感器信息融合的关键技术[J]. 王雯. 自动化应用. 2013(11)
[10]基于MTi-IMU微惯性航姿系统的姿态算法[J]. 梁云,陈洁. 上海电机学院学报. 2013(04)
博士论文
[1]多旋翼无人机的姿态与导航信息融合算法研究[D]. 张欣.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
硕士论文
[1]基于双目立体视觉技术的桥梁裂缝测量系统研究[D]. 王琳.上海交通大学 2015
[2]基于MEMS的资料浮标姿态传感器的设计和实现[D]. 侯庆余.中国海洋大学 2014
[3]微惯性辅助的激光雷达室内同步建图与定位技术研究[D]. 杨景阳.南京航空航天大学 2014
[4]无人机电力巡线智能避障方法研究[D]. 徐华东.南京航空航天大学 2014
[5]PC简支梁桥抗裂及自修复研究[D]. 夏淼.重庆交通大学 2013
[6]面向桥梁检测的四旋翼飞行器控制系统研究[D]. 王小莉.重庆交通大学 2013
[7]四旋翼无人飞行器控制系统设计与实现[D]. 王福超.哈尔滨工程大学 2013
[8]基于Android平台的人工桥梁检测系统研究[D]. 袁泽瑶.武汉理工大学 2013
[9]四旋翼无人直升机先进飞行控制方法及实现研究[D]. 陈琦.南京航空航天大学 2013
[10]四旋翼飞行器导航及控制技术研究[D]. 马远超.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3314417
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见桥梁病害
哈尔滨工程大学硕士学位论文的桥梁检测手段有望远镜、桥梁检测车、登高车、爬墙机器人和无人检测桥梁病害成本最低，但不易从多角度对桥梁进行观测。桥梁检测较多的桥梁检测设备，可以搭载工作人员和精密桥梁检测仪器，对桥检测。桥梁检测车和登高车设备成本较高且维护成本较高，通常需要完成桥梁检测任务，占用车道影响交通[6]。华南理工大学蔡钊雄等人六足爬墙机器人可以使用搭载的摄像头近距离对桥梁裂缝进行观测，裂缝识别和测量的方法[7]。多旋翼无人机作为一种新型桥梁检测手段，安全性高，不干扰正常交通等优点，然而在复杂的桥梁检测环境下人员操控技能较熟练，无人机的自动控制技术有待进一步研究。
计的桥梁检测无人机主要用于对桥梁进测工作可由飞手一人或飞手和云台手案如图 2.1 所示。桥梁检测无人机系统及显示系统和多功能控制终端组成。于操控，能够完成悬停观测的任务。影传输系统和显示器。飞行控制系统负责，负责触发相机的拍照或录像的功能，制终端位于云台手端，多功能控制终时发出警报。云台手可以通过显示器观多功能控制终端远程控制相机拍照并由方便后期对照片的管理。飞行控制遥控行，飞行控制遥控器具有最高控制权限接控制无人机飞行。飞手可观看显示
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多旋翼无人机的桥梁外观检测技术及工程应用研究[J]. 苏琦,刘佰鑫,王权权,甘秋萍. 预应力技术. 2017(05)
[2]Altitude information fusion method and experiment for UAV[J]. 徐东甫,Pei Xinbiao,Bai Yue,Peng Cheng,Wu Ziyi,Xu Zhijun. High Technology Letters. 2017(02)
[3]GNSS/UWB高精度室内外组合定位方法[J]. 郝雨时,徐爱功,隋心. 导航定位学报. 2016(04)
[4]无人机在路桥病害检测中的设计与实现[J]. 陈显龙,陈晓龙,赵成,贺志刚. 测绘通报. 2016(04)
[5]浅谈无人机在桥梁检测中的应用与发展[J]. 彭玲丽,黄少旭,张申申,李乾. 交通科技. 2015(06)
[6]基于四元数EKF算法的小型无人机姿态估计[J]. 宋宇,翁新武,郭昕刚. 吉林大学学报(理学版). 2015(03)
[7]基于PID的四旋翼飞行器姿态控制系统[J]. 叶树球,詹林. 计算机与现代化. 2015(05)
[8]对四轴飞行器基于姿态算法的分析与实现[J]. 王俊,鲁晓天. 河南科技. 2015(02)
[9]无人机多传感器信息融合的关键技术[J]. 王雯. 自动化应用. 2013(11)
[10]基于MTi-IMU微惯性航姿系统的姿态算法[J]. 梁云,陈洁. 上海电机学院学报. 2013(04)
博士论文
[1]多旋翼无人机的姿态与导航信息融合算法研究[D]. 张欣.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
硕士论文
[1]基于双目立体视觉技术的桥梁裂缝测量系统研究[D]. 王琳.上海交通大学 2015
[2]基于MEMS的资料浮标姿态传感器的设计和实现[D]. 侯庆余.中国海洋大学 2014
[3]微惯性辅助的激光雷达室内同步建图与定位技术研究[D]. 杨景阳.南京航空航天大学 2014
[4]无人机电力巡线智能避障方法研究[D]. 徐华东.南京航空航天大学 2014
[5]PC简支梁桥抗裂及自修复研究[D]. 夏淼.重庆交通大学 2013
[6]面向桥梁检测的四旋翼飞行器控制系统研究[D]. 王小莉.重庆交通大学 2013
[7]四旋翼无人飞行器控制系统设计与实现[D]. 王福超.哈尔滨工程大学 2013
[8]基于Android平台的人工桥梁检测系统研究[D]. 袁泽瑶.武汉理工大学 2013
[9]四旋翼无人直升机先进飞行控制方法及实现研究[D]. 陈琦.南京航空航天大学 2013
[10]四旋翼飞行器导航及控制技术研究[D]. 马远超.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3314417
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