Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration (PIRATE)

Name: Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration (PIRATE)
Uploaded: 2017-12-29T11:35:34+00:00
Duration: PTM21S50
Channel: Anneleen Devos
Description: Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration (PIRATE)

Ontwerp van een inspectierobot voor trace en kwaliteitsbepaling van kleine leidingen
Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration (PIRATE) Het Nationale Buisleidingen Platform, 26 April 2012 Edwin Dertien Control Engineering, University of Twente, The Netherlands 03/24/2011 <title here> 1

PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012
03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 2

Inhoud PIRATE project modelvorming (trace bepaling) sensoren (kwaliteitsmeting) recente ontwikkelingen 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 3

Doel van het onderzoeksproject
Inspectie van het lagedruk-net op stadsniveau (straatniveau) Ontwerp van een mechanisch systeem (robot) geschikt om door het gegeven net te bewegen 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 4

Onderzoekspartners 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 5

Vereisten voor de robot
Werkgebied: het lagedruknet - ( km) Diameters in het bereik mm Hellingen van 45º Scherpe 90º bochten, T-stukken PE, PVC en grijs gietijzer 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 6

Vereisten voor het systeem
autonome werking (geen communicatie) snelheid: 8 cm / sec meerdere sensoren voor navigatie en kwaliteitsbepaling meerdere uren autonome werking (laag energieverbruik) Infrastructuur: oplaadpunten, invoersluizen 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 7

Sensoren visuele inspectie (obstakels, vuil, stof, vocht) vervorming (drukbelasting, puntbelasting) lekken (met geluid) mogelijke andere sensoren (ultrasoon, MFL) 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 8

Vergelijkbare systemen
PIG’s Rioolinspectie Autonome buisinspectie platforms 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 9

Uitdaging voor dit project
mm 10 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012

Mechatronisch concept
Robot op wielen Modulair systeem Benut de ruimte in een buis maximaal 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 11

Mechatronisch concept Klemmen en rijden 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 12

Mechatronisch concept 'Trein' bestaande uit 7 modules 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 13

Mechatronisch design twee aangedreven wielen vier klemmende gewrichten een rotatiegewricht (midden) gedistribueerd regelsysteem (modulair) 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 17

Besturingselektronica
ARM7, 60MHz radio (kort bereik) SD geheugenkaart temperatuursensor versnellingsopnemer afmeting: 30 x 40 mm 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 18

Video 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 22

Wereldmodel PIRATE heeft een wereldmodel nodig voor navigatie Gebruik alle beschikbare gegevens Integreer gevens van verschillende sensoren (sensorfusion) 'state' data van de robot (toestand: alle hoeken, hoeksnelheden) gegevens van een optisch sensorsyteem combineer met de bekende gegevens over het netwerk (map) CML (concurrent Mapping and Localization) 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 24

Robot toestand (state)
Draadloze verbinding (voor test situatie) Gebruik deze data in een simulatie omgeving Metingen Wereldmodel Feedback naar de Operator 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 25

Communicatie 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 26

Wereldmodel 3D model in 20sim omgeving Bepaal hoek tussen twee virtuele buis-segmenten Buis diameter bepaald door klem-hoek van de robot 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 27

Robot in simulatie omgeving

Types segmenten 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 30

Sensoren visie (obstakels, stof, vuil, vocht) vervorming (punt (inslag) en drukvervorming) lekken (met ultrasoongeluid) 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 32

Sensor voor vervormingsmeting

Principe 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 35

Visiesysteem Integreer de beeldgegevens in het wereldmodel aparte camera-probe detecteer obstakels en bochtstukken combineer deze data met odometrie (wielomwenteling) en intertiaalmeting (versnellingsopnemer) 'Wereldmodel' = tracebepaling! 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 39

Sensor test systeem 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 40

Sensor test systeem in 100mm buis

Beeldverwerking 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 42

Beeld in verschillende obstakels
Gebruik beeld in obstakels als 'navigatiepunten' 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 43

90 graden bocht (simulatie)

verwacht beeld voor 90 graden bocht

Meting en Recept 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 47

T-stuk 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 48

Camera T-stuk 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 49

Metingen in het T-stuk 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 50

Conclusie meetsysteem
Camerasysteem is geschikt om zeer kleine obstakels en afwijkingen t.o.v. een cirkelvorm (<0.5 mm) te meten Door de meting in de tijd te combineren met odometrie (wielomwenteling) en intertiaal meting kan een model van de buisleiding gemaakt worden. Dit is voor korte lengtes getest. Aan combinatie met de toestand-gegevens uit de robot zelf wordt gewerkt. Vervolgstap: integratie van het camerasysteem met de robot. 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 51

Nieuwe ontwikkeling Integratie van beide aanpakken voor het maken van een wereldmodel Herontwerp met rapid prototyping techniek Objet 3D printer, Trotec Lasersnijder Akoestische lekmeting (bij KIWA) (duur)test bij een testnet bij KIWA) Integratie van camerasysteem met de robot TI OMAP processors with integrated DSP Communicatiesysteem bedraad (tethered) 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 53

3D geprint prototype Alle wielen aangedreven universeel module-ontwerp (identieke modules) deze robot kan vertikaal klimmen! 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 54

Snelle ontwerpcyclus door 3D print

Conclusie Veelbelovend mechatronisch concept Robot kan voortbewegen door de gestelde beperkingen in het net (bijna) klaar om in een testnetwerk te experimenteren Simulatieomgeving voor meerdere doeleinden Presentatie van meetresultaten Visualisatie van trace en robot Start voor 'cockpit' voor de operator Geschikt beeldverwerkings-systeem navigatie inspectie Interessante productiemethode Licht gewicht, makkelijk reproduceerbaar 03/24/2011 PIRATE Nationaal Buisleidingen Platform 26 april 2012 2012 57

Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration (PIRATE)

Verwante presentaties

Presentatie over: "Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration (PIRATE)"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback

Inloggen

Inloggen via een sociaal netwerk:

Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration (PIRATE)

Verwante presentaties

Presentatie over: "Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration (PIRATE)"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback