煤气管道机器人定位方法研究

【摘要】：随着我国运输业的发展,管道运输作为新型运输设施有着广泛的应用,近年来,我国运输管道里程持续增长,由于管道所处的地理环境相对复杂,容易受到腐蚀穿孔造成泄漏污染、堵塞爆炸等恶性事件,所以对埋地管道定期检测是保证管道运输业安全发展的必要条件,对其安全运输有着重要意义。对埋地管道的定期检测又以实现管道检测机器人定位为基础。所以对埋地管道检测机器人定位方法研究有重要的现实意义。本文首先列举了现有的目标定位方法,从理论依据和实际应用条件分析其在管道定位中的弊端。随着网络技术的发展结合现有的理论知识,对基于网络信号强度的定位方法和基于GPS定位方法分别进行实际试验研究,通过开发信号强度检测软件实时获取网络信号强度由此实现对目标的定位,由埋地管道所处的特殊环境条件限制,以上定位方法均不能满足对目标的定位要求。随着我国惯性导航理论的快速发展,结合其基本不受外界环境因素的影响,稳定性强等特点,本文提出基于惯性导航系统的埋地管道机器人定位机制。首先介绍惯导定位的理论基础,结合惯性器件的测量原理以及互补滤波理论基础和其在惯性导航系统中的应用,经过姿态矩阵解算,实时获取运动载体的姿态数据,联合编码器测定运动载体的位移信息,解算载体实时的位置信息,由此实现对特定环境下目标的定位机制。通过惯性导航定位系统数据分析,此定位系统能够满足城市埋地管道内目标定位要求。同时可以获取运动载体的运动轨迹和全姿态信息,为获取埋地管道的具体走向以及绘制管道地图提供了信息支持,此定位机制很大程度上解决了埋地管道检查机器人定位困难的问题,为实现埋地管道的定期检测提供重要保障。