目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 水利水電巡檢機器人技術(shù)研究進(jìn)展及趨勢 4
1.2.1 水利水電樞紐高立面結(jié)構(gòu)智能巡檢研究進(jìn)展 6
1.2.2 水利水電樞紐復(fù)雜水工隧洞智能巡檢研究進(jìn)展 7
1.2.3 水利水電樞紐水下建筑物智能巡檢研究進(jìn)展 8
1.2.4 水利水電智能巡檢技術(shù)發(fā)展趨勢 10
1.3 主要研究思路 11
參考文獻(xiàn) 14
第2章 水下雙模態(tài)智能巡檢機器人技術(shù) 17
2.1 消力池、水墊塘的結(jié)構(gòu)特點和檢測需求 17
2.1.1 消力池的結(jié)構(gòu)特點 17
2.1.2 水墊塘的結(jié)構(gòu)特點 18
2.1.3 檢測需求 20
2.2 水下雙模態(tài)智能巡檢機器人系統(tǒng)設(shè)計 20
2.3 水下雙模態(tài)智能巡檢機器人載體單元設(shè)計 22
2.3.1 浮游部分設(shè)計 22
2.3.2 爬行部分設(shè)計 25
2.4 水下雙模態(tài)智能巡檢機器人環(huán)境觀測單元設(shè)計 31
2.4.1 清淤置換模塊設(shè)計 31
2.4.2 清淤置換模塊檢測效率分析 33
2.4.3 點云采集模塊設(shè)計 42
2.5 水下雙模態(tài)智能巡檢機器人控制單元設(shè)計 47
2.5.1 纜控部分設(shè)計 48
2.5.2 供電部分設(shè)計 49
2.5.3 定位部分設(shè)計 50
2.6 水下雙模態(tài)智能巡檢機器人通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 51
2.6.1 應(yīng)用方案 51
2.6.2 5G通信組網(wǎng) 53
2.6.3 遠(yuǎn)程分析評估系統(tǒng) 54
參考文獻(xiàn) 54
第3章 高水頭溢流壩智能巡檢機器人技術(shù) 56
3.1 高壩立面結(jié)構(gòu)特點和巡檢需求 56
3.1.1 溢流壩(溢洪道)的結(jié)構(gòu)特點 56
3.1.2 巡檢需求和重點 57
3.2 壩面無人機智能巡檢系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù) 58
3.2.1 壩面無人機智能巡檢系統(tǒng)組成 58
3.2.2 壩面無人機結(jié)構(gòu)與控制關(guān)鍵技術(shù) 59
3.2.3 復(fù)雜環(huán)境無人機融合定位方法 62
3.2.4 壩面無人機系留線纜供電與定位技術(shù) 64
參考文獻(xiàn) 76
第4章 復(fù)雜隧洞智能巡檢機器人技術(shù) 77
4.1 復(fù)雜過流水工隧洞結(jié)構(gòu)特點和檢測需求 77
4.2 引水隧洞主從式檢測機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計 79
4.2.1 主機器人 79
4.2.2 從機器人 80
4.2.3 定位系統(tǒng)模塊 81
4.2.4 纜線盤 85
4.3 引水隧洞主從式檢測機器人系統(tǒng)研發(fā) 86
4.3.1 缺陷檢測模塊 86
4.3.2 機器人通信系統(tǒng) 87
4.3.3 電源模塊 89
4.3.4 機器人控制系統(tǒng) 91
參考文獻(xiàn) 97
第5章 水利水電工程結(jié)構(gòu)損傷智能識別與量化技術(shù) 99
5.1 基于遷移學(xué)習(xí)的壩面表觀缺陷智能檢測方法 99
5.1.1 圖像預(yù)處理 101
5.1.2 遷移學(xué)習(xí)模型 104
5.1.3 測試結(jié)果與分析 106
5.2 基于動態(tài)特征蒸餾的水工隧洞缺陷識別方法 107
5.2.1 引水隧洞缺陷特征 108
5.2.2 知識蒸餾模型構(gòu)建 111
5.2.3 引水隧洞缺陷檢測模型設(shè)計 113
5.2.4 測試結(jié)果與分析 119
5.3 基于多維度注意力機制的磨蝕露骨料識別方法 121
5.3.1 視覺注意力機理 122
5.3.2 多維度注意力門控模型 124
5.3.3 注意力的生成方法 125
5.3.4 多維度注意力機制的語義分割模型 127
5.3.5 測試結(jié)果與分析 128
參考文獻(xiàn) 130
第6章 基于智能巡檢數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)安全分析技術(shù) 133
6.1 消力池安全評價方法與決策分析研究 133
6.1.1 基于信息物元的消力池安全評價系統(tǒng) 133
6.1.2 消力池安全評價方法 135
6.2 引水隧洞結(jié)構(gòu)安全評價 140
6.2.1 引水隧洞結(jié)構(gòu)安全評價指標(biāo)和等級 140
6.2.2 引水隧洞結(jié)構(gòu)安全評價方法 143
參考文獻(xiàn) 147
第7章 水利水電智能巡檢機器人工程應(yīng)用案例 150
7.1 嘉陵江某水利水電樞紐溢流壩面智能巡檢與分析 150
7.1.1 嘉陵江某水利水電樞紐工程概況 150
7.1.2 巡檢方案與流程 151
7.1.3 巡檢數(shù)據(jù)分析與評價 152
7.2 金沙江某拱壩高邊坡智能巡檢與分析 156
7.2.1 金沙江某拱壩高邊坡工程概況 156
7.2.2 巡檢方案與流程 158
7.2.3 巡檢數(shù)據(jù)分析與評價 160
7.3 大渡河某水電站引水隧洞智能巡檢與分析 165
7.3.1 大渡河某水電站引水隧洞工程概況 165
7.3.2 巡檢方案與流程 166
7.3.3 巡檢數(shù)據(jù)分析與評價 167
7.4 嘉陵江某水利水電樞紐消力池智能巡檢與分析 179
7.4.1 嘉陵江某水利水電樞紐消力池工程概況 179
7.4.2 消力池水動力特性模擬 179
7.4.3 巡檢方案與流程 183
7.4.4 巡檢數(shù)據(jù)分析與評價 184
7.5 金沙江某特大型水墊塘智能巡檢與分析 192
7.5.1 金沙江某特大型水墊塘工程概況 192
7.5.2 巡檢方案與流程 193
7.5.3 巡檢數(shù)據(jù)分析與評價 193
參考文獻(xiàn) 200