亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        亭子口水利樞紐消力池水下機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)初探

        2018-11-02 08:26:06
        四川水利 2018年5期
        關(guān)鍵詞:消力池機(jī)器人作業(yè)

        (嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司,四川 蒼溪,628400)

        1 概述

        亭子口水利樞紐表孔消力池是由中導(dǎo)墻、右導(dǎo)墻、表坎及護(hù)坦圍成的四方體結(jié)構(gòu),底部布置有3縱3橫封閉帷幕灌漿及排水交通廊道,護(hù)坦頂面高程355m,池長(zhǎng)135m,池寬143.5m,消力池尾坎為連續(xù)式,坎頂高程367m;尾坎后防沖段長(zhǎng)度35m,高程360.3m。底孔消力池是由左導(dǎo)墻、中導(dǎo)墻、底坎及護(hù)坦圍成的四方體結(jié)構(gòu),底部布置有3縱2橫封閉帷幕灌漿及排水交通廊道,護(hù)坦頂面高程354.0m,池長(zhǎng)187.6m(底孔明槽出口~消力池尾坎),池寬75m,消力池尾坎為連續(xù)式,坎頂高程367m;尾坎后防沖段長(zhǎng)度35m,高程360.8m。

        表、底孔消力池下游的表坎、底坎頂面高程均為367m,機(jī)組正常發(fā)電尾水位一般為373m左右,低于尾水位6m,檢修加高尾坎需大量渣土圍堰。同時(shí),表、底孔消力池位于主河床中央,左側(cè)為尾水渠,右側(cè)為升船機(jī)航道,正常發(fā)電和航運(yùn)時(shí),若不影響發(fā)電和航運(yùn),則圍堰渣土只有通過船運(yùn);若圍堰渣土車運(yùn),則需升船機(jī)航道斷航,從右岸航道內(nèi)橫向墊渣,形成臨時(shí)檢修通道,但會(huì)影響通航。以上僅有的兩種圍堰運(yùn)渣方式,其施工周期均非常長(zhǎng)(6個(gè)月左右)、成本非常高(單個(gè)消力池一般在500萬~2000萬),而且在僅有的6個(gè)月非汛期,很難完成檢修。

        目前,表、底孔消力池運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)設(shè)施僅有量水堰和帷幕后測(cè)壓管,僅能通過滲漏水量和壓力來監(jiān)測(cè)護(hù)坦、導(dǎo)墻等混凝土體及止水和封閉帷幕工作情況,而對(duì)運(yùn)行過程中,護(hù)坦、導(dǎo)墻及尾坎淤積、沖刷、磨蝕、磨損、沖坑、表面揭頂及水流流態(tài)等情況,不能形成實(shí)時(shí)、有效監(jiān)測(cè),往往這些缺陷由量變到了質(zhì)變,才會(huì)引起滲漏量異常增大。

        通過圍堰抽干清淤外觀檢查難度大、成本高、工期長(zhǎng),而現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段又不能完全滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)需要,故本文將探索研發(fā)智能水下機(jī)器人,搭載所需清理工具和傳感器,通過工作人員實(shí)時(shí)控制其運(yùn)動(dòng)軌跡,在水下所需位置及角度對(duì)消力池結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行全面、詳細(xì)檢查,并將檢查信息回傳處理,還原消力池結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀,通過后臺(tái)綜合分析,對(duì)消力池運(yùn)行性態(tài)做出安全評(píng)判,以確定是否進(jìn)行修理。這樣就能及早發(fā)現(xiàn)潛在隱患或缺陷,準(zhǔn)確鑒定是否需要維修,既能確保消力池運(yùn)行安全,同時(shí)又能避免浪費(fèi)不必要的圍堰抽干修理費(fèi)用。

        2 技術(shù)路線

        結(jié)合消力池檢修現(xiàn)實(shí)需求按照現(xiàn)場(chǎng)分析、解決方案制定、關(guān)鍵技術(shù)突破、系統(tǒng)集成、分析與評(píng)估的技術(shù)路線進(jìn)行實(shí)施。

        (1)在現(xiàn)場(chǎng)分析階段,以消力池的相關(guān)資料為重要依據(jù),整理出系統(tǒng)約束條件,包括環(huán)境條件的限制、作業(yè)流程的限制等;結(jié)合相關(guān)行業(yè)規(guī)范和國內(nèi)外已有工程案例,提煉出系統(tǒng)需要達(dá)到的巡檢內(nèi)容、巡檢精度、巡檢范圍等具體參數(shù);

        (2)在解決方案制定階段,采用討論會(huì)的形式,以現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員和相應(yīng)技術(shù)開發(fā)人員進(jìn)行溝通交流,討論方案和關(guān)鍵指標(biāo),形成消力池巡檢解決方案;通過開展技術(shù)論證會(huì),邀請(qǐng)行業(yè)專家進(jìn)行技術(shù)論證和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。形成具有可實(shí)施的解決方案;

        (3)在關(guān)鍵技術(shù)突破階段,突破水下運(yùn)動(dòng)控制、水下導(dǎo)航定位、水下缺陷檢測(cè)與識(shí)別等問題。在典型場(chǎng)景下提煉出關(guān)鍵技術(shù),總結(jié)專利,形成行業(yè)壁壘;發(fā)表高水平論文,提升行業(yè)影響力;

        (4)在系統(tǒng)集成階段,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和消力池現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,分別搭建實(shí)驗(yàn),進(jìn)行子系統(tǒng)測(cè)試和綜合設(shè)備調(diào)試和實(shí)驗(yàn),測(cè)試設(shè)備的可靠性、極限指標(biāo)以及可操作性。獲取消力池缺陷數(shù)據(jù);

        (5)在分析與評(píng)估階段,利用缺陷數(shù)據(jù),進(jìn)行缺陷量化分析,進(jìn)行缺陷類型、缺陷尺寸、缺陷深度的量化。結(jié)合水工建筑物缺陷成因理論模型,通過數(shù)據(jù)對(duì)比和分析,進(jìn)行缺陷趨勢(shì)預(yù)測(cè)。進(jìn)而形成消力池健康評(píng)估報(bào)告,指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行維修、維護(hù)等運(yùn)維作業(yè)。

        3 關(guān)鍵技術(shù)方案

        消力池水下智能巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示,分為水面載體和水下機(jī)器人兩個(gè)部分。水下機(jī)器人由本體設(shè)備、清洗設(shè)備、定位設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備組成;水面載體由顯示設(shè)備、機(jī)器人控制臺(tái)、電源設(shè)備、定位設(shè)備組成。

        3.1 水下導(dǎo)航定位

        精確的導(dǎo)航與定位是水下機(jī)器人成功執(zhí)行水下檢測(cè)任務(wù)的基本要素,由于水下機(jī)器人非線性動(dòng)力學(xué)特性及水介質(zhì)特殊等因素影響,實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人特定區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間、大范圍內(nèi)精確定位與導(dǎo)航成為一項(xiàng)艱難任務(wù)。目前水下導(dǎo)航技術(shù)分為慣導(dǎo)、航位推算、聲學(xué)導(dǎo)航、地球物理導(dǎo)航幾類。單一導(dǎo)航方法精度、可靠性都無法滿足水下機(jī)器人在檢測(cè)中的需求,因此,將多種導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行組合成為水下機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)重要發(fā)展方向。

        圖1 消力池水下智能巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)

        本系統(tǒng)的定位方案如圖2所示,綜合采用慣性傳感器數(shù)據(jù)、多普勒計(jì)程儀數(shù)據(jù)、水聲定位數(shù)據(jù)、水深數(shù)據(jù)等各種導(dǎo)航數(shù)據(jù)并進(jìn)行校正,與單獨(dú)使用一種導(dǎo)航數(shù)據(jù)相比,組合導(dǎo)航系統(tǒng)可以提升導(dǎo)航精度,增強(qiáng)冗余度,擴(kuò)大作業(yè)范圍。

        圖2 消力池水下智能巡檢系統(tǒng)的定位方案

        3.2 水下機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)控制

        對(duì)于水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)來講,水下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)本質(zhì)上是非線性的,并且各個(gè)自由度具有強(qiáng)耦合特性;在消力池進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)時(shí),水下機(jī)器人需要攜帶定位設(shè)備以及檢測(cè)設(shè)備,這些負(fù)載的添加,使機(jī)器人自身質(zhì)量和慣量都發(fā)生明顯變化;另外,水下作業(yè)時(shí),壩下水流作用引起擾動(dòng)輸入,以上諸多因素構(gòu)成了水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)所面臨的主要困難——非線性動(dòng)力學(xué)特性、模型的不確定性和難以測(cè)量或估計(jì)的干擾。水下機(jī)器人控制研究的一個(gè)重要趨勢(shì)就是運(yùn)用H∞控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制等控制方法,實(shí)現(xiàn)操作人員對(duì)水下機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)操作輔助控制系統(tǒng)或者自主運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的更準(zhǔn)確控制效果。

        水下機(jī)器人本體采用模塊化設(shè)計(jì),控制結(jié)構(gòu)采用分層智能控制方法。其中姿態(tài)控制主要實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人姿態(tài)估計(jì)和反饋控制;軌跡控制主要實(shí)現(xiàn)位置估計(jì)和軌跡生成;任務(wù)規(guī)劃包括故障診斷和任務(wù)規(guī)劃,如圖3所示。

        圖3 消力池水下智能巡檢系統(tǒng)的控制系統(tǒng)

        3.3 水下清淤與巡檢平臺(tái)搭建

        水下機(jī)器人采用模塊化、分布式,使用框架式結(jié)構(gòu),為搭載各種設(shè)備提供可靠載體。水下機(jī)器人采用浮力塊,平衡水下機(jī)器人自身重量,達(dá)到零浮力。水下機(jī)器人控制從底層向上分別為姿態(tài)控制、軌跡控制、任務(wù)規(guī)劃三層。針對(duì)消力池表面附著物厚度及附著強(qiáng)度,在水下機(jī)器人平臺(tái)上搭載相應(yīng)工具頭進(jìn)行水下清理,可搭載的工具頭包括:清洗鏟、清洗刷、高壓水射流;若附著物較厚,則可設(shè)計(jì)履帶式水下機(jī)器人,搭載液壓鏟和回收箱,進(jìn)行水下附著物清理。

        3.4 高精度及全覆蓋巡檢作業(yè)

        將三維激光引入消力池檢測(cè),三維激光掃描原理采用三角測(cè)量法,即通過已知激光射線和測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)到圖像采集傳感器的方向角,來計(jì)算得到數(shù)據(jù)空間X、Y、Z點(diǎn)云信息。這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)軸是對(duì)齊的。綜合聲納掃描、水下激光三維掃描、高清攝像的優(yōu)缺點(diǎn),形成具有層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的高精度檢測(cè)方案。采用聲納進(jìn)行大范圍輪廓查看;水下三維激光掃描進(jìn)行小范圍精準(zhǔn)點(diǎn)云采集;高清攝像頭進(jìn)行近距離缺陷確認(rèn)。為了保證水下作業(yè)過程全覆蓋,將整個(gè)消力池底板與導(dǎo)墻劃分為10m×10m大小檢測(cè)單元。在每個(gè)網(wǎng)格中,重復(fù)進(jìn)行移動(dòng)-下潛-清洗-采集-上浮作業(yè)。

        3.5 缺陷檢測(cè)與識(shí)別

        水下機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)中,目標(biāo)檢測(cè)是水下機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)。水下環(huán)境差異對(duì)水下作業(yè)和目標(biāo)檢測(cè)帶來了一定困難。特別在低能見度、渾濁水體、雜質(zhì)水環(huán)境中,進(jìn)行作業(yè)和檢測(cè)是水下應(yīng)用難點(diǎn)。本系統(tǒng)依賴聲納、高清攝像機(jī)、三維激光掃描技術(shù)特點(diǎn),主要綜合三種相輔手段來進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè),其中聲納適合對(duì)構(gòu)筑物外輪廓、結(jié)構(gòu)破損、護(hù)坦淤積等進(jìn)行大范圍檢查,高清攝像機(jī)配合輔助光源照明,在清水近距離,高清晰度缺陷觀測(cè),三維激光掃描進(jìn)行小范圍精準(zhǔn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集。

        由于水體能見度低,加上水中懸浮物對(duì)光波吸收和散射效應(yīng),以及水流對(duì)攝像頭的影響,使得水下圖像亮度分布不均勻,冗余信息匱乏,具有噪聲大、對(duì)比度低、邊緣模糊、紋理弱等缺陷。通過帶色彩恢復(fù)的多尺度視網(wǎng)膜增強(qiáng)算法(MSRCR)對(duì)原始獲得的水下圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像增強(qiáng),增強(qiáng)后的圖像信息有利于人工進(jìn)行水下環(huán)境判斷以及缺陷診斷。

        3.6 消力池健康評(píng)估與決策支持

        研究消力池護(hù)坦與導(dǎo)墻破壞機(jī)理,包括護(hù)坦失穩(wěn)——絕大多數(shù)工程的護(hù)坦失事屬于板塊揭底破壞;空蝕——少數(shù)工程屬于空蝕破壞 ;沖磨——水流中夾帶雜物沖刷、磨損、撞擊破壞。研究護(hù)坦失穩(wěn)、空蝕、沖磨中的低頻、大振幅脈動(dòng)壓力分量對(duì)護(hù)坦與導(dǎo)墻破壞程度,如圖4所示。

        圖4 消力池護(hù)坦脈動(dòng)上舉力時(shí)程圖

        通過數(shù)據(jù)預(yù)處理、圖像分析、點(diǎn)云匹配、特征提取、模式識(shí)別等計(jì)算步驟,綜合得到量化缺陷數(shù)據(jù),包括缺陷類型、分布、面積與深度?;诒砻嫒毕萏卣鲄?shù),結(jié)合消力池運(yùn)行水動(dòng)力條件,建立消力池缺陷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。根據(jù)巡檢數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)成果、失穩(wěn)機(jī)理以及老化評(píng)估數(shù)據(jù),進(jìn)行消力池結(jié)構(gòu)安全多層次、多目標(biāo)分析評(píng)價(jià),對(duì)異常和隱患做物理成因分析,給出系統(tǒng)性綜合決策建議。

        3.7 技術(shù)指標(biāo)

        消力池水下智能巡檢系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)詳見表1。

        表1 消力池水下智能巡檢系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

        4 研發(fā)目標(biāo)

        針對(duì)消力池巡檢迫切需求和現(xiàn)有巡檢手段局限,采用水下機(jī)器人搭載清淤和巡檢作業(yè)設(shè)備,在不排水的條件下,替代人工進(jìn)行水下作業(yè),獲取基于高精度位置信息的底板和消力池檢測(cè)數(shù)據(jù)。按照缺陷風(fēng)險(xiǎn)部位、性質(zhì)及其影響因素相互關(guān)系,對(duì)各缺陷進(jìn)行劃分歸類,建立消力池缺陷識(shí)別與健康評(píng)價(jià)體系,給出系統(tǒng)性綜合決策建議。

        猜你喜歡
        消力池機(jī)器人作業(yè)
        快來寫作業(yè)
        U型鋼板樁在干河子壩二級(jí)消力池修復(fù)工程中的應(yīng)用
        某攔河大壩下游消力池結(jié)構(gòu)對(duì)消能防沖的影響
        沖沙閘滲透穩(wěn)定計(jì)算及消力池防沖設(shè)計(jì)
        作業(yè)
        故事大王(2016年7期)2016-09-22 17:30:08
        底流消力池內(nèi)懸柵消能工數(shù)值模擬研究
        機(jī)器人來幫你
        認(rèn)識(shí)機(jī)器人
        機(jī)器人來啦
        認(rèn)識(shí)機(jī)器人
        中国精品视频一区二区三区| 国产三级不卡一区不卡二区在线| 少妇被爽到高潮喷水免费福利 | 五月天中文字幕mv在线| 亚洲中文字幕久在线| 亚洲色无码播放| 日韩欧美第一页| 久久精品国产88久久综合| 成人在线视频亚洲国产| 国产一区二区精品人妖系列在线| 色婷婷综合久久久中文字幕| 欧美日韩色另类综合| 亚洲色AV性色在线观看| 全程国语对白资源在线观看| 人妻少妇精品专区性色anvn| 成人免费xxxxx在线观看| 日本乱人伦在线观看| 久久老子午夜精品无码| 久久综合老鸭窝色综合久久| 精品人妖一区二区三区四区| 人妻精品久久无码区| 亚洲 都市 校园 激情 另类| 日本香蕉久久一区二区视频| 精品日韩av专区一区二区| 日韩精品中文一区二区三区在线| 国产 字幕 制服 中文 在线| 日韩丝袜亚洲国产欧美一区| 一区二区三区四区午夜视频在线| 人成综合视频在线播放| 亚洲国产精品久久电影欧美| 又大又粗弄得我出好多水| 日韩精品视频在线观看免费| 久久偷拍国内亚洲青青草| 亚洲av免费不卡在线观看| 美丽人妻在夫前被黑人| 国产亚洲精品久久久久秋霞| 日本视频一区二区三区免费观看| 亚洲天堂免费成人av| 日韩av毛片在线观看| 好吊妞无缓冲视频观看 | 日韩精品人妻系列无码专区免费|