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(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展及趨勢(shì) 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(shì) 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(jī)器人技術(shù) 17
2.1 消力池、水墊塘的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和檢測(cè)需求 17
2.1.1 消力池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 17
2.1.2 水墊塘的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 18
2.1.3 檢測(cè)需求 20
2.2 水下雙模態(tài)智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20
2.3 水下雙模態(tài)智能巡檢機(jī)器人載體單元設(shè)計(jì) 22
2.3.1 浮游部分設(shè)計(jì) 22
2.3.2 爬行部分設(shè)計(jì) 25
2.4 水下雙模態(tài)智能巡檢機(jī)器人環(huán)境觀測(cè)單元設(shè)計(jì) 31
2.4.1 清淤置換模塊設(shè)計(jì) 31
2.4.2 清淤置換模塊檢測(cè)效率分析 33
2.4.3 點(diǎn)云采集模塊設(shè)計(jì) 42
2.5 水下雙模態(tài)智能巡檢機(jī)器人控制單元設(shè)計(jì) 47
2.5.1 纜控部分設(shè)計(jì) 48
2.5.2 供電部分設(shè)計(jì) 49
2.5.3 定位部分設(shè)計(jì) 50
2.6 水下雙模態(tài)智能巡檢機(jī)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(píng)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(jī)器人技術(shù) 56
3.1 高壩立面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和巡檢需求 56
3.1.1 溢流壩(溢洪道)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 56
3.1.2 巡檢需求和重點(diǎn) 57
3.2 壩面無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù) 58
3.2.1 壩面無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)組成 58
3.2.2 壩面無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)與控制關(guān)鍵技術(shù) 59
3.2.3 復(fù)雜環(huán)境無(wú)人機(jī)融合定位方法 62
3.2.4 壩面無(wú)人機(jī)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(jī)器人技術(shù) 77
4.1 復(fù)雜過(guò)流水工隧洞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和檢測(cè)需求 77
4.2 引水隧洞主從式檢測(cè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 79
4.2.1 主機(jī)器人 79
4.2.2 從機(jī)器人 80
4.2.3 定位系統(tǒng)模塊 81
4.2.4 纜線盤(pán) 85
4.3 引水隧洞主從式檢測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)研發(fā) 86
4.3.1 缺陷檢測(cè)模塊 86
4.3.2 機(jī)器人通信系統(tǒng) 87
4.3.3 電源模塊 89
4.3.4 機(jī)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(shí)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(cè)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(cè)試結(jié)果與分析 106
5.2 基于動(dòng)態(tài)特征蒸餾的水工隧洞缺陷識(shí)別方法 107
5.2.1 引水隧洞缺陷特征 108
5.2.2 知識(shí)蒸餾模型構(gòu)建 111
5.2.3 引水隧洞缺陷檢測(cè)模型設(shè)計(jì) 113
5.2.4 測(cè)試結(jié)果與分析 119
5.3 基于多維度注意力機(jī)制的磨蝕露骨料識(shí)別方法 121
5.3.1 視覺(jué)注意力機(jī)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(jī)制的語(yǔ)義分割模型 127
5.3.5 測(cè)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)系統(tǒng) 133
6.1.2 消力池安全評(píng)價(jià)方法 135
6.2 引水隧洞結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià) 140
6.2.1 引水隧洞結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)和等級(jí) 140
6.2.2 引水隧洞結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)方法 143
參考文獻(xiàn) 147
第7章 水利水電智能巡檢機(jī)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(píng)價(jià) 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(píng)價(jià) 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(píng)價(jià) 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(dòng)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(píng)價(jià) 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(píng)價(jià) 193
參考文獻(xiàn) 200