[發(fā)明專利]一種高效智能尋管線檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410167739.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN103926448A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛阿麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島遠(yuǎn)創(chuàng)機(jī)器人自動(dòng)化有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G05D1/10
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種高效智能尋管線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該高效智能尋管線檢測(cè)系統(tǒng)包括：

水下機(jī)器人；

水下機(jī)器人自動(dòng)航跡控制系統(tǒng)，與所述水下機(jī)器人相連接，用于探測(cè)海底管道的鋪設(shè)路徑，并對(duì)水下機(jī)器人進(jìn)行水下定位，控制水下機(jī)器人沿海底管道的鋪設(shè)路徑運(yùn)動(dòng)；

水下機(jī)器人自動(dòng)定高及姿態(tài)平衡控制系統(tǒng)，與所述水下機(jī)器人相連接，用于控制水下機(jī)器人在距離海底管道的設(shè)定高度下運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)姿態(tài)自動(dòng)平衡。

2.如權(quán)利要求1所述的高效智能尋管線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述水下機(jī)器人包括：

水下機(jī)器人主體框架；

矩陣式電位傳感器，用于采用非接觸式方式檢測(cè)海底管道的電位信號(hào)，并對(duì)所獲取的電位信號(hào)進(jìn)行輸出；

數(shù)據(jù)采集模塊，與所述矩陣式電位傳感器相連接，用于采集所述矩陣式電位傳感器輸出的電位信號(hào)，并對(duì)采集的電位信號(hào)進(jìn)行輸出；

ARM主控制器，與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連接，用于接收所述數(shù)據(jù)采集模塊輸出的電位信號(hào)，對(duì)電位信號(hào)處理后進(jìn)行輸出；

通信模塊，與所述ARM主控制器相連接，用于對(duì)所述ARM主控制器輸出的電位信號(hào)進(jìn)行傳輸；

動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，由安裝在所述水下機(jī)器人主體框架上的前垂向推進(jìn)器、左后垂向推進(jìn)器、右后垂向推進(jìn)器、前側(cè)推進(jìn)器、后側(cè)推進(jìn)器構(gòu)成，用于控制水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡及姿態(tài)；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，輸入端與所述ARM主控制器相連接，輸出端與所述動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)相連接，用于接收所述ARM主控制器輸出的控制信號(hào)，輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)；

攝像機(jī)；

視頻傳輸模塊，與所述攝像機(jī)相連接，用于接收所述攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)，對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行傳輸；

高壓DC-DC供電模塊；

穩(wěn)壓模塊，輸入端與所述高壓DC-DC供電模塊相連接，輸出端與所述ARM主控制器及攝像機(jī)相連接，用于為所述高壓DC-DC供電模塊及攝像機(jī)提供穩(wěn)定電源供應(yīng)；

照明系統(tǒng)，由左照明燈、右照明燈及主照明燈構(gòu)成；

照明亮度調(diào)節(jié)模塊，輸入端與所述ARM主控制器相連接，輸出端與所述照明燈相連接，用于接收所述ARM主控制器輸出的控制信號(hào)，對(duì)所述照明燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述水下機(jī)器人自動(dòng)航跡控制系統(tǒng)包括：

基于S2CR超短基線水下定位系統(tǒng)，與所述ARM主控制器相連接，用于對(duì)水下機(jī)器人進(jìn)行水下定位，并將獲取的水下機(jī)器人水下定位信號(hào)傳輸至所述ARM主控制器；

脈沖介導(dǎo)金屬探測(cè)器，與所述ARM主控制器相連接，用于探測(cè)海底管道的鋪設(shè)路徑，并將獲取的海底管道鋪設(shè)路徑信號(hào)傳輸至所述ARM主控制器；

所述水下機(jī)器人自動(dòng)定高及姿態(tài)平衡控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括：

水下機(jī)器人自動(dòng)定高控制子系統(tǒng)，與所述ARM主控制器相連接，采用基于PA500高精度高度計(jì)實(shí)時(shí)獲取水下機(jī)器人運(yùn)行高度，用于控制水下機(jī)器人在距離海底管道的設(shè)定高度下運(yùn)行；

水下機(jī)器人姿態(tài)平衡控制子系統(tǒng)，與所述ARM主控制器相連接，采用基于高精度姿態(tài)方位參考系統(tǒng)MTI實(shí)時(shí)獲取并調(diào)整水下機(jī)器人的姿態(tài)。

3.如權(quán)利要求2所述的高效智能尋管線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述矩陣式電位傳感器設(shè)計(jì)成鞭式，單一組合體為在鞭式主體尾部間隔1m布局2個(gè)敏感電位探頭構(gòu)成，3個(gè)組合體構(gòu)成3×2探頭矩陣，同時(shí)在敏感電位探頭端面防污處理。

4.如權(quán)利要求2所述的高效智能尋管線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述水下機(jī)器人自動(dòng)航跡控制系統(tǒng)通過增量式PID算法控制動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人自動(dòng)跟蹤海底管道，所述水下機(jī)器人自動(dòng)航跡控制系統(tǒng)通過方向控制算法，根據(jù)脈沖介導(dǎo)金屬探測(cè)器檢測(cè)的數(shù)據(jù)，一方面通過調(diào)節(jié)后側(cè)推進(jìn)器正反轉(zhuǎn)動(dòng)控制量調(diào)整水下機(jī)器人的方向，另一方面通過前側(cè)推進(jìn)器驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人前行，消除水下機(jī)器人與海底管道中心的偏差；為消除水下機(jī)器人方向控制中的過沖，采用根據(jù)水下機(jī)器人方向的變化率對(duì)后側(cè)推進(jìn)器控制量進(jìn)行修正的微分控制方式。

5.如權(quán)利要求2所述的高效智能尋管線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述水下機(jī)器人自動(dòng)定高控制子系統(tǒng)采用基于負(fù)反饋原理的PID控制，所述水下機(jī)器人姿態(tài)平衡控制子系統(tǒng)采用基于負(fù)反饋模糊控制；

所述水下機(jī)器人自動(dòng)定高及姿態(tài)平衡控制系統(tǒng)采用串級(jí)控制，以水下機(jī)器人自動(dòng)定高控制子系統(tǒng)為主，以水下機(jī)器人姿態(tài)平衡控制子系統(tǒng)為輔。