桥梁检测用机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种桥梁检测用机器人，包括机器人、无线遥控模块和结果显示与存储模块，所述机器人包括驱动模块和裂纹检测模块；所述驱动模块用于驱动机器人到达指定位置；所述裂纹检测模块用于对机器人到达的指定位置的桥梁表面及对应内部进行裂纹检测，得到桥梁裂纹检测结果，并将该桥梁裂纹检测结果发送至结果显示与存储模块；所述无线遥控模块用于遥控机器人的运动与裂纹检测行为。本发明专利技术采用对回声进行匹配的方式对桥梁裂纹进行检测，能够同时对桥梁的表面与内部存在的裂纹进行检测，且利用回声进行匹配的方式所得的检测数据相当准确，对裂纹的深度与宽度能够准确反映。

Robot for bridge inspection

The invention provides a detection robot for bridges, including the robot, and the results showed that the wireless remote control module and storage module, the robot includes a drive module and crack detection module; the drive module is used to drive the robot to reach the designated position; the crack detection module is used for the robot to reach the designated position of the bridge and the corresponding internal surface crack detection, bridge crack detection results, and the results are sent to the bridge crack detection result display and storage module; the wireless remote control module for remote control robot motion and crack detection behavior. The invention adopts the echo matching method to detect bridge crack, crack can also surface and inside of the bridge are detected, and the detection data with the echo of income matching method is quite accurate, the depth and width of crack can accurately reflect the.

【技术实现步骤摘要】
桥梁检测用机器人
本专利技术涉及桥梁检测领域，具体涉及一种桥梁检测用机器人。
技术介绍
目前国内外的桥梁检测方法通常为人工肉眼观察或携带小型设备进行检测，存在效率低下，准确度不高，对桥梁内部检测不到位等缺陷，利用回声来检测桥梁的裂纹情况可将这些问题迎刃而解。在音频压缩方面，常常应用带改进的离散余弦变换，所谓改进的离散余弦变换(ModifiedDiscreteCosineTransform,MDCT)是一种与傅立叶变换相关的变换，以第四型离散余弦变换(DCT-IV)为基础，重叠性质如下：它是应用于处理较大的资料集合，当连续的资料区块中，当前的资料区块跟后续的资料区块有重叠到的情形；即当前资料区块的后半段与下一个资料区块的前半段为重叠的状态。在音频解码方面，开源解码器Libmad(MPEGAudioDecoder)是一个开源的高精度MPEG音频解码库，支持MPEG-1(LayerI,LayerII和LayerIII-也就是MP3)。开源解码器Libmad(MPEGAudioDecoder)提供24-bit的PCM输出，完全是定点计算，非常适合没有浮点支持的平台上使用。使用Libmad提供的一系列API，就可以非常简单地实现MP3数据解码工作。非负矩阵分解是针对非负的矩阵进行分解降维的概念，最早由两位科学家D.D.Lee和H.S.Seung与1999年在《Nature》杂志上提出。非负矩阵分解通过低秩，对那些都为非负值得矩阵进行分解。非负矩阵分解在感知哈希技术中有着广泛的应用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种桥梁检测用机器人。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：一种桥梁检测用机器人，包括机器人、无线遥控模块和结果显示与存储模块，所述机器人包括驱动模块、裂纹检测模块和位置传感器；所述驱动模块用于驱动机器人到达指定位置；所述位置传感器，安装于机器人的底部，用于监测机器人在工作过程中的行走路径以及监测桥梁裂纹的位置信息；所述裂纹检测模块用于对机器人到达的指定位置的桥梁表面及对应内部进行裂纹检测，得到桥梁裂纹检测结果，并将该桥梁裂纹检测结果发送至结果显示与存储模块；所述无线遥控模块用于遥控机器人的运动与裂纹检测行为。本专利技术的有益效果为：本专利技术采用对回声进行匹配的方式对桥梁裂纹进行检测，能够同时对桥梁的表面与内部存在的裂纹进行检测，且利用回声进行匹配的方式所得的检测数据相当准确，对裂纹的深度与宽度能够准确反映。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术的框架结构图；图2是本专利技术的裂纹检测模块的框架结构图；图3是本专利技术的回声信号处理单元的框架结构图。附图标记：机器人1、无线遥控模块2、结果显示与存储模块3、驱动模块11、裂纹检测模块12、位置传感器13、发声单元121、回声采集单元122、回声信号处理单元123、裂纹信息匹配单元124、桥梁裂纹数据/125、回声信号预处理子单元1231、系数提取子单元1232、回声音频信号二进制序列构建子单元1233。具体实施方式结合以下应用场景对本专利技术作进一步描述。参见图1、图2，本实施例的一种桥梁检测用机器人，包括机器人1、无线遥控模块2和结果显示与存储模块3，所述机器人1包括驱动模块11、裂纹检测模块12和位置传感器13；所述驱动模块11用于驱动机器人1到达指定位置；所述裂纹检测模块12用于对机器人1到达的指定位置的桥梁表面及对应内部进行裂纹检测，得到桥梁裂纹检测结果，并将该桥梁裂纹检测结果发送至结果显示与存储模块3；所述位置传感器13，安装于机器人1的底部，用于监测机器人1在工作过程中的行走路径以及监测桥梁裂纹的位置信息；所述无线遥控模块2用于遥控机器人1的运动与裂纹检测行为。优选地，所述机器人1还包括位置传感器13，安装于机器人1的底部，用于监测机器人在工作过程中的行走路径以及监测桥梁裂纹的位置信息。优选地，如图2所示，所述裂纹检测模块包括发声单元、回声采集单元、回声信号处理单元、裂纹信息匹配单元和桥梁裂纹数据库；所述桥梁裂纹数据库中预存有桥梁不同裂纹的回声音频信号二进制序列及对应的裂纹信息；所述发声单元用于发出检测音频信号；所述回声采集单元用于收集检测音频信号经所在位置的桥梁反射后的回声音频信号；所述回声信号处理单元用于对回声音频信号进行二进制序列构建处理，得到回声音频信号的二进制序列；所述裂纹信息匹配单元用于将回声音频信号的二进制序列与所述桥梁裂纹数据库中预存有桥梁的不同裂纹的回声音频信号二进制序列进行对比匹配，匹配度最高的裂纹回声音频信号二进制序列对应的位置信息与裂纹信息被发送至结果显示与存储模块。本专利技术上述实施例，采用对回声进行匹配的方式对桥梁裂纹进行检测，能够同时对桥梁的表面与内部存在的裂纹进行检测，且利用回声进行匹配的方式所得的检测数据相当准确，对裂纹的深度与宽度能够准确反映。优选地，如图3所示，所述回声信号处理单元包括回声信号预处理子单元、系数提取子单元、回声音频信号二进制序列构建子单元；所述回声信号预处理子单元用于对回声音频信号进行分段和混叠预处理，包括：将回声音频信号分为a段，每段包括b节，每节包括c个子带，具体的a、b、c值根据实际情况设定，相邻段之间设定有60％b节的重复；所述系数提取子单元用于对回声音频信号进行压缩，然后对压缩后的回声音频信号进行解码，提取MDCT系数，具体包括：(1)基于改进的离散余弦变换(ModifiedDiscreteCosineTransform,MDCT)的MP3音频压缩理论对回声音频信号进行压缩，其中对回声音频信号进行频域变换时，定义改进的离散余弦变换公式为：式中，表示对回声音频信号进行频域变换后得到的频域回声音频信号，τ＝0,1,2……X-1，其中X为回声音频信号数据库中预存的桥梁的不同裂纹的回声音频信号二进制序列长度(单位：比特)，K(δ)表示回声音频信号，δ为回声音频信号帧数，ε为修正因子。(2)对回声音频信号压缩完毕后，再对得到的压缩后的频域回声音频信号使用开源解码器Libmad(MPEGAudioDecoder)作为解码软件进行解码，提取MDCT系数。本专利技术上述实施例，对回声音频信号进行压缩有利于提高运算速度，而通过自定义改进的离散余弦变换公式，引入修正因子，减少系统误差，有利于机器人采集得到的回声信号更加真实反映所在桥梁的位置的情况，使得数据更真实可靠。优选地，所述回声音频信号二进制序列构建子单元利用MDCT系数来计算频域回声音频信号子带的能量，以构建回声音频信号的二进制序列，具体为：(1)将分段后的回声音频信号每一个小节分为32个子带，分别计算每一个子带的能量，定义能量计算公式为：式中，Q(a,b,c)表示频域回声音频信号第a段第b节第c个子带的能量，η(a,b,c,d)表示频域回声音频信号第a段第b节第c个子带的第d个MDCT系数，c＝1,2,3……32；(2)提取每段中1至b节1-32子带的能量，构成感知特征矩阵Ua：b值可表示矩阵长度，对特征矩阵Ua通过非负矩阵分解降维，形成第a段的段内特征矩阵NxUa＝Sa×Ha其中，Sa、Ha分别为b×1、1×本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁检测用机器人，其特征是，包括机器人、无线遥控模块和结果显示与存储模块，所述机器人包括驱动模块和裂纹检测模块；所述驱动模块用于驱动机器人到达指定位置；所述裂纹检测模块用于对机器人到达的指定位置的桥梁表面及对应内部进行裂纹检测，得到桥梁裂纹检测结果，并将该桥梁裂纹检测结果发送至结果显示与存储模块；所述无线遥控模块用于遥控机器人的运动与裂纹检测行为。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁检测用机器人，其特征是，包括机器人、无线遥控模块和结果显示与存储模块，所述机器人包括驱动模块和裂纹检测模块；所述驱动模块用于驱动机器人到达指定位置；所述裂纹检测模块用于对机器人到达的指定位置的桥梁表面及对应内部进行裂纹检测，得到桥梁裂纹检测结果，并将该桥梁裂纹检测结果发送至结果显示与存储模块；所述无线遥控模块用于遥控机器人的运动与裂纹检测行为。2.根据权利要求1所述的一种桥梁检测用机器人，其特征是，所述机器人还包括位置传感器，安装于机器人的底部，用于监测机器人在工作过程中的行走路径以及监测桥梁裂纹的位置信息。3.根据权利要求1所述的一种桥梁检测用机器人，其特征是，所述裂纹检测模块包括发声单元、回声采集单元、回声信号处理单元、裂纹信息匹配单元和桥梁裂纹数据库；所述桥梁裂纹数据库中预存有桥梁不同裂纹的回声音频信号二进制序列及对应的裂纹信息；所述发声单元用于发出检测音频信号；所述回声采集单元用于收集检测音频信号经所在位置的桥梁反射后的回声音频信号；所述回声信号处理单元用于对回声音频信号进行二进制序列构建处理，得到回声音频信号的二进制序列；所述裂纹信息匹配单元用于将回声音频信号的二进制序列与所述桥梁裂纹数据库中预存有桥梁的不同裂纹的回声音频信号二进制序列进行对比匹配，匹配度最高的裂纹回声音频信号二进制序列对应的位置信息与裂纹信息被发送至结果显示与存储模块。4.根据权利要求3所述的一种桥梁检测用机器人，其特征是，所述回声信号处理单元包括回声信号预处理子单元、系数提取子单元、回声音频信号二进制序列构建子单元；所述回声信号预处理子单元用于对回声音频信号进行分段和混叠预处理，包括：将回声音频信号分为a段，每段包括b节，每节包括c个子带，具体的a、b、c值根据实际情况设定，相邻段之间设定有60％b节的重复；所述系数提取子单元用于对回声音频信号进行压缩，然后对压缩后的回声音频信号进行解码，提取MDCT系数，具体包括：(1)基于改进的离散余弦变换(ModifiedDiscreteCosineTransform,MDCT)的MP3音频压缩理论对回声音频信号进行压缩，其中对回声音频信号进行频域变换时，定义改进的离散余弦变换公式为：式中，表示对回声音频信号进行频域变换后得到的频域回声音频信号，τ＝0,1,2……X-1，其中X为回声音频信号数据库中预存的桥梁的不同裂纹的回声音频信号二进制序列长度(单位：比特)，K(δ)表示回声音频信号，δ为回声音频信号帧数，ε为修正因子；(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海琛岫自控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31