基于IAPF算法和Arduino單片機(jī)的橋檢無人機(jī)研究.pdf

1、無人機(jī)(UAV)技術(shù)可使橋梁檢測(cè)的效率大為提高，且在經(jīng)濟(jì)性方面具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。但目前的無人機(jī)仍無法滿足橋梁檢測(cè)的工程條件和要求，主要有以下兩方面的問題:1）無人機(jī)無避障功能，橋梁檢測(cè)過程中存在諸多的安全隱患;2）無人機(jī)圖傳系統(tǒng)未能與橋梁檢測(cè)相結(jié)合。針對(duì)這兩個(gè)問題，本文從理論上和實(shí)踐上提出切實(shí)可行的方法。主要從以下幾方面展開。
　　首先，闡述人工勢(shì)場(chǎng)法在無人機(jī)進(jìn)行橋梁檢測(cè)避障的優(yōu)越性。針對(duì)傳統(tǒng)的人工勢(shì)場(chǎng)法存在局部最小點(diǎn)和目標(biāo)不可達(dá)

2、的兩個(gè)問題，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，提出改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)法(IAPF)。并進(jìn)行相應(yīng)的仿真測(cè)試驗(yàn)證該算法的有效性。
　　其次，闡述橋梁檢測(cè)無人機(jī)硬件和軟件的具體實(shí)現(xiàn)。引入Pixhawk飛控、Arduino單片機(jī)以及超聲波傳感器，在無避障功能的無人機(jī)基礎(chǔ)上，添加了自動(dòng)避障系統(tǒng)的硬件裝置，并進(jìn)行軟件編寫，并進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。
　　再次，進(jìn)行在裂縫檢測(cè)的應(yīng)用研究。引入圖像傳輸技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)，通過圖像信息計(jì)算出實(shí)際裂縫的長(zhǎng)度和寬度，最

3、后進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)探究其效果。
　　最后，試驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)后的無人機(jī)在橋梁檢測(cè)中的可行性。在介紹該橋梁的情況之后，引入對(duì)照試驗(yàn)，將無人機(jī)檢測(cè)的方法和常規(guī)檢測(cè)方法引入該橋的外觀檢測(cè)，分別介紹了兩種檢測(cè)方法的實(shí)施方法和評(píng)分結(jié)果。對(duì)這兩種方法分別從檢測(cè)手段的圖像效果、經(jīng)濟(jì)性和完成效率上進(jìn)行比較。
　　經(jīng)測(cè)試，無人機(jī)進(jìn)行檢測(cè)具有較好地清晰度和可靠的評(píng)分結(jié)果，在經(jīng)濟(jì)性和效率上具有較大的優(yōu)越性，其滿足橋梁檢測(cè)工程實(shí)踐的要求，在橋梁檢測(cè)應(yīng)用中具有