Incident in water distribution systems (WDS) cause water loss and water contamination that requires the utility managers to assess the condition of pipelines in a timely manner. However, pipelines are long and access to all parts of it is a chal-lenging task; current in-pipe robots have the limitations of short-distance inspection and inability to operate in-service networks. In this work, we improve the design of our previously developed in-pipe robot and analyze the effect of line pressure and relative velocity on the robot during operation with computational fluid dynamics (CFD) simulations. An extreme scenario for robot operation is defined and we estimate the minimum inspection distance for the robot with one turn of battery charge that is 5400m. A multi-phase motion controller is proposed that ensures reliable motion at straight and non-straight configurations of pipeline and also stabilized configuration with zero velocity at junctions. We also propose a localization and navigation method based on particle filtering and combine it with the proposed multi-phase motion controller. In this method, the map of the operation is provided to the robot and the robot localizes itself based on the map and the particle filtering method. Furthermore, the robot navigates different configurations of pipelines by switching between different phases of the motion controller algorithm that is performed by the particle filter algorithm. The experiment and simulation results show that the robot along with the navigation shows a promising solution towards long-distance inspection of pipelines by in-pipe robots.


翻译:水分配系统(WDS)发生事件,造成水流失和水污染,要求公用事业经理及时评估管道状况。然而,管道很长,管道很长,通达管道各部分的通道都是堵塞的;目前管内机器人有短距离检查的限制,无法运行服务网络。在这项工作中,我们改进了我们以前开发的管道机器人的设计,分析了在使用计算流体动力模拟(CFD)进行操作期间线压和相对速度对机器人的影响。确定了机器人操作的极端假设,我们估计了一个电池开关为5400米的转盘的机器人最低检查距离。提议了一个多阶段运动控制器,确保管道直线和非直观配置的可靠运动,并且无法稳定连接点零速度的配置。我们还提议了一种基于粒子过滤的本地化和导航方法,并将它与拟议的多阶段动作控制器结合起来。在这种方法中,向机器人和机器人本身提供了一种基于地图和粒子过滤器的本地化方法,我们建议一个多阶段运动运动控制器控制器,通过移动机能的机路段的机路路段,将机路机路机路的机路法与机路机路的机路法转换机路段的机路段的机路段的机程和直路段机路段的机路段转换,将机路段的机路段的机路段的机路段的机程递转而使机程和机程递制的机程机程递转而使机程的机程的机路段的机路段的机路段的机路段的机路段的机段段段段路段的机程的机程的机程的机程的机程的机程和机程递制的机程的机程的机程的机程的机程的机程和机程的机程和机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机程的机路段结构制,将沿机程的机路段的机程的机程的机程的机程的机程的机程路段制的机程结构制的机程结构。制的机路段段

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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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