CN111123928A - 一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车 - Google Patents

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张兴拓
王超
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栾义忠
姜向远
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Abstract

本公开提供了一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,包括车体,所述车体两侧设置有行走机构,车体上设置有凹槽,凹槽内设置有摄像云台,所述摄像云台上设置有至少两个相机;车体前端设置有避障模块,车体内设置有控制模块,所述控制模块获取相机和避障模块的采集参数,根据相机采集图像,获取车体前方钢筋的直径,进而对钢筋层进行三维建模,根据避障模块的数据,对行走机构进行控制。本公开可穿越低矮双层双向钢筋网结构的小车可对钢筋直径进行测量并且可以对整个双层双向钢筋网进行三维建模,克服了现有人工测量钢筋直径劳动强度大和无人机测量代价高的缺陷。

Description

一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车
技术领域
本公开属于智能车辆自动控制技术领域,具体涉及一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
目前,对于工地上布置的双侧双向钢筋的直径检测,大多靠人工用尺子测量,这种测量方法有一定的局限性,由于钢筋层网路使用的钢筋数目很多,人工测量劳动强度大,而且建筑工人不可能逐个测量出每个钢筋的直径,只能随机测量个别钢筋的直径,如果钢筋直径不一的话,工人很有可能出现以一概全的情况,进而影响整个工程的质量。
少数建筑公司使用无人机飞到建筑物的上方,通过拍摄钢筋的图片来识别钢筋之间的距离以及钢筋的直径,但这种方法使用了无人机高端设备而增加了很大的测量成本,并且无人机需要飞到建筑物的上方某一高度进行拍摄,因此会与钢筋层在垂直方向上有一个很大的距离,想要识别出钢筋的直径,便对无人机自身携带的相机的分辨率提出了很高的要求,所以这种方法在施工现场并没有受到欢迎。
发明内容
本公开为了解决上述问题,提出了一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,本公开可穿越低矮双层双向钢筋网结构对钢筋直径进行测量并且可以对整个双层双向钢筋网进行三维建模,克服了现有人工测量钢筋直径劳动强度大和无人机测量代价高的缺陷。
根据一些实施例,本公开采用如下技术方案:
一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,包括车体,所述车体两侧设置有行走机构,车体上设置有凹槽,凹槽内设置有摄像云台,所述摄像云台上设置有至少两个相机;
所述车体前端设置有避障模块,车体内设置有控制模块,所述控制模块获取相机和避障模块的采集参数,根据相机采集图像,获取车体前方钢筋的直径,进而对钢筋层进行三维建模,根据避障模块的数据,对行走机构进行控制。
作为可选择的实施方案,所述凹槽内设置可升降机构,所述可升降机构上方设置摄像云台,在采集图像时,保证相机的高度高于所述车体的上表面。
摄像云台在车身内部,而摄像头露出上车身,保证摄像头的视野的同时降低了车身整体的高度。
作为可选择的实施方式,所述行走机构为履带,保证了小车可以沿着钢筋前进,且车体的上表面与履带的上表面之间的距离小于设定值。
通过这种设置方式,保证小车的整体高度小于设定值,保证其能够在两层钢筋层之间沿着钢筋行走,同时履带具有摩擦力大的特点,可以增加小车自身的稳定性。
作为可选择的实施方式,所述避障模块包括两个,分别设置于车体前端两侧。以探测前方道路状况并提前规避障碍。
作为进一步的限定,所述避障模块为超声波检测模块。
作为可选择的实施方式,所述摄像云台的正前方设置有两个相机,所述控制模块,根据两个相机所拍摄两幅图像视差的计算,可以测量出前方钢筋的直径。
作为可选择的实施方式,所述摄像云台的正后方设置有两个相机,两侧分别设置有一个相机。
作为可选择的实施方式,所述控制模块利用模糊PID控制方法控制小车的运动。
作为可选择的实施方式,所述控制模块连接有无线通信模块。
与现有技术相比,本公开的有益效果为:
本公开的小车结构简单,且高度低,能够从双层双向钢筋网结构网的下层和两层之间穿过,且行走机构为安装在小车两侧的履带,履带具有摩擦力大的特点,保证了小车在两层钢筋网之间行走时可以沿着钢筋前进同时可以增加小车自身的稳定性。
本公开利用多个相机进行多角度拍摄,能够对整个双层双向钢筋层三维建模。以方便技术人员更好地观察钢筋和马凳筋的布置情况,及时发现问题并处理,可以有效地避免施工险情的发生。
本公开设置有避障模块,可以有效地探测前方的障碍并进行及时规避。
本公开采用模糊PID控制器来控制小车的运动,具有很好地精确性和抗干扰性。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开的智能小车结构图;
图2是本公开的智能小车结构图;
图3是本公开的智能小车穿越下层双层双向钢筋网效果图;
图4是本公开的智能小车从两层钢筋网之间通过的效果图;
图5是本公开智能小车系统结构图;
图6是本公开的双目相机成像模型示意图;
图7是本公开的模糊PID控制器示意图。
其中,1-摄像云台;2-行走机构;3-左避障模块;4-右避障模块;5-探测仪;6-电源;7-图传模块;8-相机;9-上层钢筋;10-下层钢筋;11-小车;12-地板。
具体实施方式:
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中,术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词,并非特指本公开中任一部件或元件,不能理解为对本公开的限制。
本公开中,术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解,表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员,可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义,不能理解为对本公开的限制。
一种智能小车,如图1和图2所示,包括车体,所述车体两侧设置有行走机构,车体上设置有凹槽,凹槽内设置有摄像云台,所述摄像云台上设置有6个两个相机;
所述车体前端设置有避障模块,车体内设置有控制模块,所述控制模块获取相机和避障模块的采集参数,根据相机采集图像,获取车体前方钢筋的直径,进而对钢筋层进行三维建模,根据避障模块的数据,对行走机构进行控制。
该小车体积小,高度小,从而在结构外形上保证了小车可以从双层钢筋结构网的下层和两层之间的钢筋层穿过,另外小车使用摄像平台前方两个相机,利用双目视觉相关知识来测量钢筋的直径,计算精度比单目视觉高,并且相较单目视觉而言无需建立钢筋的样本数据库,因为对于双目视觉没有样本的概念;由于小车是近距离拍摄钢筋,因此对于相机的分辨率没有太高的要求。小车还装备有探测和避障模块,可以有效地规避障碍。通过手机或电脑APP可以对小车进行操纵,并且利用小车自身携带的相机及数传系统可以远程观察到小车前方的路况。
云台前后左右共安装有6个摄像头,可以对整个双层双向钢筋网结构进行三维建模。
如图4所示,整个智能小车含有探测、避障模块,视觉摄像模块,电源和实时图传模块五个部分。
摄像头固定在摄像双轴云台上,摄像云台在车身内部,而摄像头露出上车身,保证摄像头的视野的同时降低了车身整体的高度,位于小车前端的两个相机为双目测距模块,图像处理模块根据这两个相机拍摄的图像来测量车身前方钢筋的直径,同时这两个相机也可以配合其他四个相机进行多角度大量拍摄钢筋网图像,然后将拍摄的图像传输至图像显示器,再经过软件cc master处理图像进行三维重建后,可以完成对整个双层双向网架构的三维建模,以便于施工技术人员观察钢筋层的立体分布情况。
行走机构为安装在小车两侧的履带,履带具有摩擦力大的特点,可以增加小车自身的稳定性;探测器安装在车体前方,在车前身左右两侧安装有避障模块,可以探测前方道路状况保证小车始终沿着钢筋行进同时可以提前规避障碍。
如图5所示,图像处理模块可以对摄像云台正前方的两个相机所拍摄两幅图像视差的计算,根据双目相机成像模型,直接测量出前方钢筋的直径。
如图6所示,采用模糊PID控制器的调节方式来精确控制小车的运动,其响应速度和超调量等性能均优于传统PID控制,抗干扰能力强。
综上,本小车摄像云台前端设置的双目视觉相机,可以对前方的钢筋进行直径的测量。
设置有前后左右共6个摄像头进行多角度拍摄,能够对整个双层双向钢筋层三维建模。以方便技术人员更好地观察钢筋和马凳筋的布置情况,及时发现问题并处理,可以有效地避免施工险情的发生。
设置有探测模块和超声波避障模块,可以有效地探测前方的障碍并进行及时规避。
采用模糊PID控制器来控制小车的运动,具有很好地精确性和抗干扰性。
设置有无线WIFI收发模块,可以通过手机或电脑APP来控制小车的前进、后退、左转弯和右转弯,也可以通过数传系统查看小车的实时视频图像。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已,并不用于限制本公开,对于本领域的技术人员来说,本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述,但并非对本公开保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本公开的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:包括车体,所述车体两侧设置有行走机构,车体上设置有凹槽,凹槽内设置有摄像云台,所述摄像云台上设置有至少两个相机;
所述车体前端设置有避障模块,车体内设置有控制模块,所述控制模块获取相机和避障模块的采集参数,根据相机采集图像,获取车体前方钢筋的直径,进而对钢筋层进行三维建模,根据避障模块的数据,对行走机构进行控制。
2.如权利要求1所述的一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:所述凹槽内设置可升降机构,所述可升降机构上方设置摄像云台,在采集图像时,保证相机的高度高于所述车体的上表面。
3.如权利要求1所述的一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:所述行走机构为履带,保证小车可以沿着钢筋前进,且车体的上表面与履带的上表面之间的距离小于设定值。
4.如权利要求1所述的一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:所述避障模块包括两个,分别设置于车体前端两侧。
5.如权利要求4所述的一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:所述避障模块为超声波检测模块。
6.如权利要求1所述的一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:所述摄像云台的正前方设置有两个相机,所述控制模块,根据两个相机所拍摄两幅图像视差的计算,可以测量出前方钢筋的直径。
7.如权利要求1所述的一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:所述摄像云台的正后方设置有两个相机,两侧分别设置有一个相机。
8.如权利要求1所述的一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:所述控制模块利用模糊PID控制方法控制小车的运动。
9.如权利要求1所述的一种可穿越低矮双层双向钢筋网结构的智能小车,其特征是:所述控制模块连接有无线通信模块。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101168371A (zh) * 2007-11-16 2008-04-30 哈尔滨工业大学 履带式自重构微小型机器人
ES1067687U (es) * 2007-09-03 2008-06-16 Jose Antonio Exposito Serrano Dispositivo de visualizacion para revision de seguridad en los bajos de los vehiculos.
CN202203670U (zh) * 2011-08-11 2012-04-25 海宁管丽科技新材料有限公司 一种用于狭小空间的地下管道内检测用自动行走小车
CN203069149U (zh) * 2013-02-06 2013-07-17 湖南大学 基于图像处理技术的钢筋间距与大小快速识别系统
CN106680290A (zh) * 2017-02-27 2017-05-17 周显威 狭窄空间的多功能检测车
CN107133983A (zh) * 2017-05-09 2017-09-05 河北科技大学 成捆圆钢端面双目视觉系统与空间定位及计数方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES1067687U (es) * 2007-09-03 2008-06-16 Jose Antonio Exposito Serrano Dispositivo de visualizacion para revision de seguridad en los bajos de los vehiculos.
CN101168371A (zh) * 2007-11-16 2008-04-30 哈尔滨工业大学 履带式自重构微小型机器人
CN202203670U (zh) * 2011-08-11 2012-04-25 海宁管丽科技新材料有限公司 一种用于狭小空间的地下管道内检测用自动行走小车
CN203069149U (zh) * 2013-02-06 2013-07-17 湖南大学 基于图像处理技术的钢筋间距与大小快速识别系统
CN106680290A (zh) * 2017-02-27 2017-05-17 周显威 狭窄空间的多功能检测车
CN107133983A (zh) * 2017-05-09 2017-09-05 河北科技大学 成捆圆钢端面双目视觉系统与空间定位及计数方法

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