机床与液压2024,Vol.52Issue(5) :74-79.DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2024.05.011

管道机器人超声测量轮廓重建方法的研究

Research on Contour Reconstruction Method for Ultrasonic Measurement of Pipeline Robot

陈宣烽 邹大鹏 陈少伟 孙晗 吴磊 刘建群
机床与液压2024,Vol.52Issue(5) :74-79.DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2024.05.011

管道机器人超声测量轮廓重建方法的研究

Research on Contour Reconstruction Method for Ultrasonic Measurement of Pipeline Robot

陈宣烽 1邹大鹏 2陈少伟 3孙晗 2吴磊 2刘建群2
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作者信息

  • 1. 广东工业大学机电工程学院,广东广州 510006
  • 2. 广东工业大学机电工程学院,广东广州 510006;广东工业大学,广东省计算机集成制造重点实验室,广东广州 510006
  • 3. 广东工贸职业技术学院,广东广州 510550
  • 折叠

摘要

针对大型管道内生物附着物状态的高精度测量需求,提出一种利用齐次变换的轮廓重建方法,通过坐标变换使偏移轮廓的坐标校正回准确轮廓的坐标,消除运动位置偏差引起的轮廓测量误差.通过建立管道超声测量实验装置进行实验验证,得到偏移重建后产生的绝对误差为9 mm、相对误差为2.36%,偏转重建后产生的绝对误差为6 mm、相对误差为1.6%,误差落在超声检测系统的厘米级分辨率之内.后续可以通过提高超声检测系统的分辨率提高轮廓检测精度.该方法可以应用于水下管道轮廓检测以及水下机器人基于轮廓的自动定心探测.

Abstract

Aiming at the high-precision measurement requirements of the state of biological attachments in large pipelines,a con-tour reconstruction method using homogeneous transformation was proposed.Through coordinate transformation,the coordinates of the off-set contour were corrected back to the coordinates of the accurate contour,and the contour measurement error caused by the motion posi-tion deviation was eliminated.Through the establishment of pipeline ultrasonic measurement experimental device for experimental verifi-cation,the absolute error generated after offset reconstruction is 9 mm and the relative error is 2.36%,the absolute error generated after deflection reconstruction is 6 mm and the relative error is 1.6%.The error falls within the cm-level resolution of the ultrasonic detection system,and the contour detection accuracy can be improved by improving the resolution of the ultrasonic detection system.This method can be applied to underwater pipeline contour detection and underwater robot contour-based automatic centering detection.

关键词

管道检测/水下机器人/超声测距/齐次变换/轮廓重建

Key words

pipeline detection/underwater robot/ultrasonic ranging/homogeneous transformation/contour reconstruction

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基金项目

广东省联合培养研究生示范基地项目(粤教研函[2021]2号)

广东省省级科技计划项目(2017A010102012)

出版年

2024
机床与液压
中国机械工程学会 广州机械科学研究院有限公司

机床与液压

CSTPCD北大核心
影响因子:0.32
ISSN:1001-3881
参考文献量14
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