[01398104]大型工程结构健康监测飞行机器人研制

1、课题来源与背景 课题来源自住房和城乡建设部科技计划项目。对大型工程结构,如桥梁、钢结构网架、工程机械、大型体育场馆、高层建筑等,由于受到空间结构形式的制约,使得对其进行定期健康监测、巡检有较大困难。为解决这一问题,本项目提出一种基于飞行机器人的解决方案。 2、技术原理及性能指标 通过遥控手柄控制机器人飞行于大型工程结构的各个部位,安装在机器人上的高清摄像机将采集到的图像数据通过无线网络传递回检测计算机,并在计算机上由开发的专用软件显示现场的实际图像,操作者通过看到的图像控制飞行机器人的位姿来进行巡检,也可通过检测计算机实现航拍。 性能指标 1)悬停水平度在士5°以内 2)起飞质量≥2kg; 3)最大有效检测距离2Km; 4)可穿越800×800m的狭小空间。 3、技术的创造性与先进性 本项目的创造性与先进性在于： 1)对大型工程结构健康监测飞行机器人采用了神经网络预测控制技术,提高了控制系统的性能,飞行平稳,减少了机器人抖动造成的图像不稳定; 2)采用基于WIFI的无线视频传输技术,提高了网络传输的距离和图像的质量; 3)设计了一种机器人足部结构,使得机器人可以吸附于工程结构体上,减少了悬停造成的电能消耗,延长了机器人的一次充电检测时间。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 通过现场测试,本项目的技术较为成熟。适用于桥梁、钢结构网架、工程机械、大型体育场馆、高层建筑等的健康监测。由于飞行机器人的旋翼速度较高,因此对操控者有一定的技术要求,否则容易造成人员安全问题。