一种供水管道检漏机器人头部控制器与控制方法技术

本发明专利技术公开了一种供水管道检漏机器人头部控制器与控制方法，控制器包括CPU中央处理器、电机驱动电路、视频处理电路、信号转换电路、通信电路、LED控制电路、电源电路和姿态解算模块。该控制器体积较小，且使用信号转换模块，将所有信号合并成光信号通过细而轻的光纤传输；控制器加入了姿态解算模块，实时计算出机器人的位姿变换，使上位机在视频显示时进行方向修正，让显示的视频一直都是标定的正方向；本发明专利技术提出了一种基于图像的控制方法，操作人员只需对上位机软件中实时显示的管道内部图像进行点击，选择有疑似漏点的区域或者感兴趣的区域，就能改变供水管网检漏机器人头部的位姿，将摄像头对准目标区域，简便快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种供水管道检漏机器人头部控制器与控制方法
本专利技术涉及控制
，尤其涉及一种供水管道检漏机器人头部控制器与控制方法。
技术介绍
管道运输是自来水、天然气等最基本的运输方式，每个城市的地下都布满四通八达的管道。但是随着使用时长的增加，管道会出现腐蚀破损的情况，会造成资源浪费。因此需要及时对管道进行检测和维修。管道机器人的出现使得管道检测变得更加便捷且准确。管道机器人往往为刚性结构，体型巨大和与环境接触剧烈。蛇形管道机器人的出现解决了管道机器人很难在狭窄细小的管道中工作的难题，它结构十分紧密，自由度也高，运行时重心始终保持在最低的位置，不用担心倾覆的问题，但是使用蛇形机器人获取管道内部视频图像时，时常因为蛇形机器人在管道内部自身的翻转而混淆视频图像的实际方向，这样会对检漏定位造成影响。通常管道机器人位姿的控制器安装在机器人的头部，操作者远程使用上位机通过串口信号给控制器发送指令来控制机器人的姿态。往往机器人的线缆比较重，机器人的动力只能拉动一定长度的线缆，这样限制了机器人巡检的距离。
技术实现思路
<br>本专利技术提出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供水管道检漏机器人头部控制器，其特征在于：所述的控制器，包括CPU中央处理器、电机驱动电路、视频处理电路、信号转换电路、通信电路、LED控制电路和电源电路；还包括姿态解算模块，其中CPU中央处理器用于接收其他各电路送出的信号，并产生控制信号控制其它各电路；电源电路是将线缆送来的24V电源转换成适合于CPU中央处理器的电源电压；CPU中央处理器与电机驱动电路相连，用于直接控制电机；视频处理电路主要与头部的摄像头相连，用于对摄像头图像进行编码工作；通讯电路连接CPU中央处理器和信号转换电路，用于CPU中央处理器的数据收发；信号转换电路与CPU中央处理器和视频处理模块相连，用于将串口信号和网...

【技术特征摘要】
1.一种供水管道检漏机器人头部控制器，其特征在于：所述的控制器，包括CPU中央处理器、电机驱动电路、视频处理电路、信号转换电路、通信电路、LED控制电路和电源电路；还包括姿态解算模块，其中CPU中央处理器用于接收其他各电路送出的信号，并产生控制信号控制其它各电路；电源电路是将线缆送来的24V电源转换成适合于CPU中央处理器的电源电压；CPU中央处理器与电机驱动电路相连，用于直接控制电机；视频处理电路主要与头部的摄像头相连，用于对摄像头图像进行编码工作；通讯电路连接CPU中央处理器和信号转换电路，用于CPU中央处理器的数据收发；信号转换电路与CPU中央处理器和视频处理模块相连，用于将串口信号和网络信号都转换成光信号；LED控制电路与CPU中央处理器相连，CPU中央处理器收到指令后直接控制LED控制电路的开关和亮度；通信电路包含有一片半双工收发芯片SP3485，芯片的RO、DI引脚分别和CPU的PA2、PA3相接，芯片的收发使能引脚和CPU的PA1相接；姿态解算模块包含有六轴陀螺仪MPU6050，陀螺仪的SDA引脚连接到CPU的PB11引脚，SCL连接到CPU的PB10。


2.根据权利要求1所述的一种供水管道检漏机器人头部控制器，其特征在于：CPU中央处理器为STM32F103系列单片机，通过其各端口的输入输出信号控制其它各电路工作。


3.根据权利要求2所述的一种供水管道检漏机器人头部控制器与控制方法，其特征在于：电机驱动电路由四个驱动芯片组成，分别控制四个减速步进电机，四块电机驱动芯片的IN11、IN12、IN21、IN22与CPU的连接分别为PA口的PA4～PA7，PA8～PA11和PB口的PB4～PB7和PB12～PB15；芯片的OU...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈双叶，胡海，管巫浩，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11