roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Создание робота для видеоинспекции труб

Раздел создан специально для людей которым интересна робототехника, но в силу разных причин они не знают с чего начать.
Задавайте ваши вопросы, какими бы простыми они не казались, постоянные посетители форума постараются ответить на них по мере своих сил.
Робот своими руками. Самодельный робот.

Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Kuznets » 02 фев 2016, 04:51

Всем здравствуйте.
Наверное, многим известен такой прибор, как бороскоп (камера на конце гибкого стержня, позволяющая получить картинку из мест отдалённых и недоступных). На работе таковой прибор используется для визуальной инспекции внутренней части бурильных труб (точнее, корпусов приборов телеметрии, но не суть важно).
Так вот, в попытках совместить полезное с полезным (написание дипломного проекта в ВУЗе и какая-никакая польза для работы) родилась идея заменить вышеупомянутый бороскоп роботом. Грубо говоря, машинкой на радиоуправлении с камерой на борту, но с несколько специфичными требованиями. Требования же таковы:
1) Размеры. Сей аппарат должен будет помещаться в трубу, внешний диаметр которой составляет чуть более 4-х дюймов, внутренний соответственно меньше (уточняется). В длину же ограничений практически нет (в пределах разумного). Здесь же отмечу, что труба имеет перепады диаметра, тоже в процессе уточнения.
2) Качество видео. Исходя из предназначения, на видео должны быть чётко видны дефекты (коррозия, износ и т.п.) Подозреваю, что на камеру придётся потратиться, но главное - подобрать её грамотно (надеюсь на накопленный опыт сообщества роботостроителей).
3) Передача видео на дисплей и запись. Тут для меня пока всё наиболее сложно. Результат осмотра должен сохраняться в воспроизводимом на компьютере виде - это раз. Картинка должна передаваться на дисплей в процессе осмотра - это два.
Собственно, прошу уважаемое сообщество помочь определиться со структурной схемой устройства. Каким образом передавать картинку (тяжёлую) на дисплей (без проводов) и одновременно писать в файл? Как реализовать передачу управляющих сигналов "вперёд-назад" и поворота камеры (тут можно взять шасси от обычной р/у машинки, но остаются сигналы поворота камеры)?
Как видно из раздела, в котором создана тема, в роботостроении я новичок. Но более интересную для себя задачу мне будет трудно найти. Раннее разбирался с контроллерами STM8 (делал в учебных целях тахометр на плате STM-8L Discovery). Надеюсь, и со всем, что потребуется для этой задачи, разберусь - с вашей помощью. Вот только если вдруг окажется, что лучшее решение для приёма видео и управления - это WiFi и написание программы для планшета, то здесь я, пожалуй, пас. Но в крайнем случае эту часть можно отдать на заказ.
Kuznets
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 02 фев 2016, 02:59
Откуда: Уфа

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение elmot » 02 фев 2016, 13:32

Труба-то железная, раз коррозия? Ну и какой wifi? Думаю либо провод, либо пишем на сд-карту, а потом отсматриваем.
Аватара пользователя
elmot
 
Сообщения: 5674
Зарегистрирован: 10 ноя 2011, 12:02
Откуда: Turku, Finland
Skype: elmot73
прог. языки: Java и все-все=все
ФИО: Илья

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Dimitri » 02 фев 2016, 15:34

А что вас не устраивает в имеющихся решениях?
Дорогу осилит идущий.
Аватара пользователя
Dimitri
 
Сообщения: 144
Зарегистрирован: 26 ноя 2008, 16:44
Откуда: Москва
Skype: wayfarerdimitri
прог. языки: VC++, немного asm, php, jScript,XSLT,LUA

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Vladimat » 02 фев 2016, 17:44

Dimitri писал(а):А что вас не устраивает в имеющихся решениях?

Дипломник же человек делает.
Если труба бурильная, то она прямая или плавно загнутая, радиосигнал можно передавать на километры, лишь бы не затопленная. Так что если речь о вай фай идёт, то это десятки метров - не проблема, но на проводе проще.
Если канализационная, то через пару колен связь затухнет, тогда провод.
Vladimat
 
Сообщения: 377
Зарегистрирован: 04 ноя 2014, 01:57

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Kuznets » 02 фев 2016, 20:53

elmot писал(а):Труба-то железная, раз коррозия? Ну и какой wifi? Думаю либо провод, либо пишем на сд-карту, а потом отсматриваем.

Труба из немагнитной стали, нержавейка грубо говоря. Но в сложных условиях коррозия может появиться.
У записи на SD-карту тот минус, что в процессе осмотра нельзя остановиться на проблемных участках и рассмотреть их подробнее.
Dimitri писал(а):А что вас не устраивает в имеющихся решениях?

Бороскоп дорогой (хотя он уже куплен, но всё же); неудобный - нужно вручную разматывать гибкий стержень с камерой и проталкивать его через трубу, потом соответственно сматывать; при это стараться не повредить наконечник с камерой - тоже дорогой очень.
Решений аналогичных моему в продаже не нашёл.
Vladimat писал(а):Если труба бурильная, то она прямая или плавно загнутая, радиосигнал можно передавать на километры, лишь бы не затопленная. Так что если речь о вай фай идёт, то это десятки метров - не проблема, но на проводе проще.
Если канализационная, то через пару колен связь затухнет, тогда провод.

Всё верно, труба бурильная и на момент проведения инспекции сухая.
Провод, конечно, много проблем решает, но теряется удобство.
Kuznets
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 02 фев 2016, 02:59
Откуда: Уфа

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Vladimat » 03 фев 2016, 01:33

Бороскоп дорогой, а "робот" (самоходный бороскоп) дешёвый будет? :-) Ну, в общем, идея для диплома хорошая.
Посмотрите что уже на эту тему существует - а существует немало, поиск по словам "robot pipe inspection". Например, вот: http://www.inspector-systems.com/video_robots.html.
Ваши вопросы не очень понятны. Какая нужна камера - не хуже чем в бороскопе. Вам лучше знать с каким качеством Вы хотите снимать.
Vladimat
 
Сообщения: 377
Зарегистрирован: 04 ноя 2014, 01:57

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Kuznets » 05 фев 2016, 03:53

"Робот" - это, конечно, громко сказано для самоходного бороскопа, но не суть :)
Тот бороскоп стоит, по словам коллег, многие сотни тысяч рублей (надо будет уточнить модель). Собрать робота в такую сумму надо постараться)
Существует действительно много крутых штуковин, надо было лучше искать. Спасибо за наводку.
По поводу камеры я бы хотел услышать опыт использования, что-то вроде "вот я использовал такую-то камеру, вот ссылка на проект, вот пример видео, вот так я реализовал одновременный просмотр и запись на SD-карточку". Ну, хотеть, конечно, не вредно)
Кроме камеры, было решено добавить в проект электромагнитно-акустический преобразователь для бесконтактного контроля толщины стенок. Тут вопросов пока нет, да и не здесь им место)
Kuznets
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 02 фев 2016, 02:59
Откуда: Уфа

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Kuznets » 10 фев 2016, 00:47

Сегодня в творческом порыве пошёл в "Электронику" и купил пару моторов с колёсами и двухканальный драйвер моторов RA023 на H-мостах L9110, затем посетил строительный магазин и приобрёл П-образных алюминиевых профилей, на которые планирую это дело крепить.
Запитал пятью вольтами от USB-зарядки. В микроконтроллере (плата STM-8L Discovery) у меня уже была зашита мигалка светодиодом, подключил этот сведодиодный пин к управляющему входу A-1A драйвера. Светодиод мигает, мотор не крутит... Потупил немного и сообразил, что у меня земля (точнее минус) питания двигателя и земля управления (то бишь контроллера) совсем друг друга не видят. Соединил земли. Светодиод загорелся ещё до того, как контроллер был запитан. Проверяю - на управляющем входе три с чем-то вольта. Обратная логика что ли?.. Замыкаю управляющий вход на землю - так и есть, мотор начинает крутиться. Потом проверил уже с контроллером - светодиод горит, мотор не крутится; светодиод гаснет - мотор крутится. Вон оно как.
Крутится хорошо, пальцами остановить не смог без боязни поломать. По данным с инета на 5В ток холостого хода 110 мА, ток заклинивания 650 мА. С крепежом небольшая непонятка. Хочу поставить белую штуку, которая есть переходник с мотора на колесо, с противоположной стороны от мотора относительно колеса, а её центральная часть не лезет в отверстие колеса. Придётся рассверливать.
Вложения
P2101919.JPG
Kuznets
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 02 фев 2016, 02:59
Откуда: Уфа

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Kuznets » 11 фев 2016, 03:41

По поводу камеры.
Мне нужно просматривать изображение (можно на экране ноута/планшета на винде) и заиметь в итоге видеофайл. Вот такая штука подойдёт для этого?
Я так понимаю, я могу зайти на неё через браузер (используя WiFi) и смотреть картинку. Имеючи ПО для работы с IP-камерами, можно писать картинку в файл, так? Что ещё я не учёл?
Kuznets
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 02 фев 2016, 02:59
Откуда: Уфа

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение metric » 11 фев 2016, 05:26

wifi в такой трубе это в лучшем случае несколько метров, не больше. лучше провода пока ничего нет, хотя если очень хочется то можно соорудить ультразвуковой передатчик, но радиус действия сильно ограничен. можно использовать свет если нет углов, тут тоже свои моменты.
видео возможно будет дешевле и удобнее передавать аналоговое, и оцифровывать снаружи.
насчет колес тоже сомения, внутри трубы все чисто? никаких преград и выступов? наверняка придется делать более "вездеходное" шасси.
ну и шанс потерять такого робота внутри совсем не нулевой.
metric
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 23 окт 2015, 19:58

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Kuznets » 11 фев 2016, 07:05

Но труба открытая с двух сторон, оператор находится с торца, так что видимость прямая. Длина около 10 метров. Правда, придётся в это окно прямой видимости попадать, но всяко удобнее, чем с проводом.
В трубах есть перепады диаметра около сантиметра. Надеюсь, этих колёс хватит для их преодоления, взять больше не позволяет минимальный диаметр трубы. Испытания покажут. Трубы есть разного диаметра, для центровки камеры хочу расположить 3 или 4 пары опор с колёсами (одна пара - это переднее ведущее колесо и заднее ведомое) под углом 120 или 90 градусов соответственно.
Переднюю и заднюю опору стянуть пружиной, чтобы аппарат подстраивался под диаметр трубы.
Вложения
Схема.jpg
Kuznets
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 02 фев 2016, 02:59
Откуда: Уфа

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение esisl » 11 фев 2016, 12:41

Знаете, что Вам нужно...
Камера нужна фотографическая. Например прямо взять в качестве управляющего модуля смартфон с поддержкой OTG.
И алгоритм должен быть такой: проехал несколько см, остановился(!), сделал фото с подсветкой (автофокус, автоподстройка яркости, и т.п.), едем дальше. Выехал из трубы - сдал фотки по usb или по блютусу.

Иначе вместо картинки трубы получите набор мелькающих серых и коричневых пятен.

Кстати. А трубу надо осматривать с одной стороны, панорамно или как пожелает оператор? У всех ширпотребовских камер очень узкий угол обзора (по сравнению с естественным зрением), про это всё время забывают.
esisl
 
Сообщения: 796
Зарегистрирован: 23 июл 2012, 15:24

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение Kuznets » 12 фев 2016, 19:24

Про угол обзора согласен. Думаю взять такую камеру с углом 120 градусов. Функцию поворота камеры пока не планирую, прямого обзора должно хватить.
В фотографической камере решительных преимуществ не вижу, однако предвижу для себя большие сложности со смартфоном и прочим. Да и фотки надо перекидывать и пролистывать потом. Просмотра в реальном времени нет опять же. Вот приём видео по WiFi на комп есть хорошо, ибо видео в конечном итоге на компе и должно оказаться. Плавность хода должна быть лучше, чем при ручном проталкивании, при необходимости можно и остановиться.
Раз уж WiFi, то и управление на WiFi. Для этого должен подойти модуль ESP8266EX-03. По функциям моя штуковина начинает походить на знаменитого WiFi-робота, но цельный роутер, боюсь, в мою конструкцию физически не влезет, поэтому камера со своим WiFi отдельно, управление отдельно. Всё же ту тему читаю для саморазвития.
Kuznets
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 02 фев 2016, 02:59
Откуда: Уфа

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение elmot » 12 фев 2016, 20:11

ESP нафиг, ибо не нужен. Есть масса мелки роутерных модулей.

http://www.aliexpress.com/item/2pcs-lot ... 1e044312f8

И просто оч маленький китайский роутер wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:WR703n-photo.jpg

Не на тех знаменитостей смотрим :D
[[OR-WRT]]
Аватара пользователя
elmot
 
Сообщения: 5674
Зарегистрирован: 10 ноя 2011, 12:02
Откуда: Turku, Finland
Skype: elmot73
прог. языки: Java и все-все=все
ФИО: Илья

Re: Создание робота для видеоинспекции труб

Сообщение esisl » 12 фев 2016, 20:15

Камера на 2.1 МР, при 120 градусах, получите угловое разрешение ~1 градус на пиксель. Там ничего не видно будет.
Я так думаю, там и смартфоновской на 13 МР маловато будет.


Мне понятны очевидные траблы с применением смартфона, но получить сходные ТТХ на НЕширпотребовском оборудовании - это сразу умножайте бюджет на 10 (оптимистичная оценка).
В смартах же и wifi уже на месте и блютус.

P.S. Если хардкорить, то можно за копейки купить какой-нить мегасмартфон с убитым экраном, а потом всем рассказывать "да этот эппл у меня канализацию чистит!" :D
esisl
 
Сообщения: 796
Зарегистрирован: 23 июл 2012, 15:24

След.

Вернуться в Новичкам или основы основ роботостроения.

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2

Mail.ru counter