随着城市化进程的加速,地下管道网络作为基础设施的重要组成部分,其安全与维护问题日益突出。本项目旨在设计一种基于MM32与YOLO模型的管道检测机器人,替代人工在复杂管道环境中进行的检测,有效发现细小裂缝等管道缺陷,预防安全隐患。产品的主要功能如下所示:
- 自主或半自主移动:机器人能够在管道内自主或半自主地移动,具备良好的转弯性能。电机运动控制算法需具备一定的鲁棒性,适应复杂环境。
- 环境数据采集:机器人通过传感器实时采集管道内部的温湿度和光照度等环境数据,并通过网络上传至终端,方便用户进行查看和分析。
- 图像采集与缺陷识别:机器人配备高清摄像仪,实时采集管道内部图像,并将其上传至上位机。利用YOLO模型对图像进行识别,以判断管道截面是否存在缺陷及其类型。
- 远程控制:用户可通过远程小程序控制机器人进行半自动移动,以应对管道内部复杂结构的检测需求。
通过该项目的实施,期望能够提高管道检测的效率和准确性,降低人工成本及安全风险,为城市基础设施的维护提供数据支持,促进智慧城市的发展。
此次的管道检测机器人系统主要由K210视觉系统、MM32星辰平台、ROS机器人平台、管道缺陷检测上位机以及远程监控微信小程序组成。K210视觉模块采集OV2640摄像头数据,并将管道图片通过ESP8266的TCP协议上传至上位机,上位机通过YOLO模型识别管道内部缺陷图片,并标注缺陷类型以及置信度。MM32星辰平台读取DHT11温湿度模块、光明电阻的数据,通过BW236模组的MQTT协议上传至微信小程序,小程序能可视化显示监测数据,并可控制机器人运动以及探照灯的开关。ROS机器人平台使用STM32控制,其通过UART读取MM32的控制信号,然后使用并联式PI算法闭环控制电机,以驱动麦轮进行运动。