机器人超声波检测技术的优点之一是，它允许操作员看到和测量人类单万博体育登录下载独无法看到和测量的东西(例如，锅炉中精确的壁损)。然而，这些信息并不是特别有用，除非操作员能够-简单地说-看到机器人在进行维修工作时所看到的东西。这就是本地化的关键所在。
在今天的博客中，我们将讨论准确定位的价值及其对检查的重要性，以及在实际应用中用于实现定位的不同测量技术及其在资产检查中的适用性。
第一次……
本土化有什么重要?
本地化准确地识别出某物的位置与其他事物的位置之间的关系。它与映射密切相关;本质上，它是物体相对于地图的位置。
通过精确定位，操作人员可以收集非常准确的数据，了解资产上的缺陷所在位置。本地化的一个重要概念是收集逐年(YoY)数据，或者运营商将他们随时间进行的测量相关联的能力(从历史上看，这一直是行业的一大痛点)。如果没有这种一致性，操作人员就无法准确了解缺陷的进展情况，也无法准确了解进行修复工作的最佳时间。
因此，考虑到在不同时间使用不同技术进行检查，为了提取最多的信息，作业者希望确保在资产的同一位置进行检查。这样就可以进行重要的同比数据比较，如果没有良好的本地化，这是不可能做到的。
与定位好，可以使用数字孪生。数字孪生是使用收集到的有关资产的所有数据并建立计算机模型的结果。这使得操作人员能够使用不同的功能来加速测量损失或侵蚀率等数据，从而进行预测性维护。
今天使用的定位技术和技术很大程度上借鉴了测量行业(如土木工程、道路、桥梁、GPS等)。虽然许多设备在日常应用中广泛使用，但许多设备不足以进行资产检查。
101年本地化
在谈论本地化测量技术时，需要注意两个概念可重复性和再现性．土豆泥，对吧?
其实不是。这两个术语听起来一样，但它们略有不同。
重复性:在特定的测量条件下，在一组包括相同的测量程序、操作人员、测量系统、操作条件和位置的条件下，在短时间内对相同或类似的物体进行重复测量所获得的测量量值之间的一致性。
再现性:在特定的测量条件下，在包括不同地点、操作人员和测量系统的一组测量中，通过对相同或类似物体进行重复测量而获得的测量量值之间的一致性。
困惑吗?让我们来分析一下。
假设一个机器人遍历一个表面，得到了一个糟糕的或低质量的扫描。为了获得高质量的测量，机器人需要开车回到精确的位置并进行另一次测量。检测系统返回到该精确位置的能力是可重复性。
再现性是指系统和操作人员将其测量结果与其他系统和操作人员在不同时间所进行的测量结果相关联的能力。这就是上面讨论的YoY可重复性变得非常重要的地方。如果作业者想要测量资产的退化率或进行预测性维护，他们将需要非常好的本地化再现性(等等)。这些是Gecko用来评估和设计检查机器人定位系统的指标。
继续深入研究测量和技术，想想你可能熟悉的机器人的用途，比如仓库机器人或自动驾驶汽车。它们的最终目标是在不遇到任何障碍的情况下到达目标目的地，当然，这与检查机器人有很大不同。在每次检查机器人进行扫描的过程中，它必须精确地知道它在环境中的位置，以便扫描有用。因此，它的位置必须是连续的。有了自动驾驶汽车，它可能每天沿着同一条路线上下班，但根据交通情况，每天在不同的时间和地点改变车道。它到达目的地，没有击中任何东西:任务完成。
从这个例子中可以看出，通常用于机器人定位的技术不一定能满足机器人检查的要求。相反，这些技术更接近于测量领域，测量是确定点的地面或三维位置以及它们之间的距离和角度的技术、过程、艺术和科学。
测量已经存在了数百年，用于建造房屋、道路和其他基础设施。为了调查成功，对周围环境的了解是必不可少的。最初用于测量的工具包括链和水准仪，然后演变为角度测量设备，如经纬仪和六分仪，最后是具有多种选择的便携式电子设备，包括无线电波，超声波，激光和摄影测量相机，它们与土木工程师和测量师常用的一些系统相协调:GNSS(本质上是GPS的国际版本)和机器人全站仪。
检查机器人不仅借鉴了测量技术，还借鉴了其他概念——特别是控制点。控制点是指资产或环境上的特定位置:明确标识的测量位置。
当机器人被部署进行检查时，它的初始位置相对于最近的控制点进行测量。机器人随后进行的任何测量都可以参考控制点，所以当操作员或维修人员对机器人所看到的进行评估时，他们可以使用这些控制点来确定这些位置。
现在，谈谈几种不同的定位测量技术及其优缺点。
定位测量技术
同:基于无线电的技术连接到基础接收器，在许多应用中都很流行，例如库存跟踪。一些例子包括低功耗蓝牙、射频识别(RFID)和超宽带。
优点:它们便宜、轻便、可扩展。
缺点:它们的准确度通常限制在几英尺之内;它们不太适合机器人检查。
GNSS /全球定位系统(GPS):全球导航卫星系统和GPS本质上是一样的——GPS是最普遍的美国系统，而GNSS是一个通用术语，指的是任何提供定位或导航数据的卫星星座(其他拥有GNSS的国家包括俄罗斯、中国和欧盟)。
优点:由于系统的复杂性和独创性，可以实现非凡的高性能定位。当卫星分散时，它们可以保证高精度，因此可以很好地用于固定屋顶储罐等检查。它们可以通过在合适的位置提供YoY控制点来补充其他方法，在这些情况下，当其他系统用于实际检查时，例如机器人全站仪(下一节讨论)，它们可以产生出色的性能和可重复性，以及良好的参数。
缺点:年代卫星信号很弱，很容易被大多数障碍物阻挡。例如，信号不能穿过墙壁或屋顶传输。
机器人全站仪(RTS):rts通常被土木工程师使用。基本的操作原理是一个非常高性能的激光测距仪，安装在两个高分辨率的旋转轴上。
优点:在英里范围内，它们具有非常令人印象深刻的毫米精度。它们允许精确的远程操作，并且非常适合识别控制点。它们也非常适合没有障碍物的测量。
缺点:RTSs价格昂贵，需要瞄准线，尽管采用了机动，但由于脚手架上的绳子或管道支撑会阻塞测距仪，因此需要人工操作才能从障碍物中恢复。
光基测量(LBM)或室内GPS (IGPS):基于光的测量，或IGPS，是一种高度精确的定位系统，基于旋转激光器，将角度测量从RTS转换为时间测量。
优点:建造成本比RTS低，在短距离具有RTS级别的性能。由于激光束与单点RTS激光相比扫描面积更大，因此对障碍物具有鲁棒性，因此多个设置可以增加覆盖范围和冗余。，消除阴影。如果构造得当，除了在近距离内获得定向知识外，还可以获得rts级别的性能。如果从接收器到基站的视野被遮挡，一旦回到视野，它可以自动重新计算自己的位置，使用激光的定时，无需人工干预。
激光雷达(光探测和测距):激光雷达是一种确定距离或可变距离的方法，通过用激光瞄准一个物体，并测量反射光束从表面返回的时间。激光雷达的一些主要用途包括土地测量、电力线检查、林业和房间或家具测量。
优点:激光雷达非常受欢迎，对于传统的移动机器人来说非常好，因为它是机载的，不需要外部设置。这些系统通常有很大的视野，可以粗略地测量距离。它们非常适合探测物体或躲避障碍物。
缺点:单个激光雷达激光测量的性能不能与RTS相比。当用于定位时，性能完全取决于环境-它们对于室外定位非常有用，但在锅炉或水箱内，激光雷达扫描的反射特性很少。因此，在这些环境中，它们很难用于定位目的，特别是对于外部管道检查，因为附近可能没有物体可以发射激光雷达扫描。此外，这些系统产生的信息与检查无关，例如附近结构的大小、形状和类型，因此系统安全性或受损的操作是一个潜在的问题。
值得注意的是，上述所有系统都需要从传感器到接收器的视线才能正常工作。尽管我们尽了最大的努力，但我们并不总能做到这一点，因为检查地点非常复杂。这是什么意思呢?
这意味着我们需要在机器人上携带一些传感器，这样它们就不会被阻碍，并且总是在报告信息。
这一领域最常用的两种传感器是车轮里程计(这些是车辆上的运动传感器，可以估计位置随时间的变化)和惯性测量单元，或称IMU(测量加速度、角速度和方向的电子设备——例如，你的手机用它们来告诉你它已经打开了)。
这些系统不依赖于视线，因此总是会报告信息。它们可以通过一组技术集成到定位计算中传感器融合．尽管来自车轮里程计的信息看起来与来自IMU或RTS的信息非常不同，但从数学上讲，我们可以将它们与我们对环境和机器人系统的了解结合起来，以产生最优的机器人位置。这等同于更多的信息和更好的结果。
最后，让我们看几个用于资产检查的本地化技术示例。
案例研究# 1:非密闭空间进入罐底板
好的解决方案:机器人全站仪(RTS)
RTS非常适合这种应用，因为通常情况下，坦克内部几乎没有障碍物。RTS可以部署在坦克外，并且仍然提供一个很好的坦克内部视野。此外，由于rts是如此精确，它们可以为您提供您想要的NDT检查的针尖大小的高分辨率数据。
蛋糕上的糖衣是RTS测量3D位置，这意味着当你的机器人穿过坦克地板时，它也会测量相对于它所穿过的先前位置的高度。它还可以测量坦克地面的轮廓，以检测翘曲或沉降——这是一个很好的奖励，而且在其他类型的坦克地面定位检查中，这种测量可能根本无法被捕获。
案例研究#2:外部管道
好的解决方案:光基计量(LBM)
如果你考虑管道的几何形状，你就会发现RTS不可能在任何一个地方都有视线。虽然您可以通过一个称为“切除”的过程移动RTS来查看管道的不同角度，但这很耗时，并且会破坏检查流程。此外，管道周围通常有许多支撑结构和其他系统，这意味着RTS操作员要绕过许多障碍物。
因此，在这种情况下，LBM是最佳选择。多个发射器可以放置在资产周围重叠，完全覆盖。在管道上方可能没有放置陆基弹道导弹的高架位置的情况下，GNSS可用于顶部。当然，这是可以的，因为这是传感器融合发挥作用的地方，可以结合数据。
总结一下
总之，为机器人超声检测选择最佳定位解决方案对于可靠性操作至关重要。当惯性系统与机器人控制正确配对时，可重复性和再现性将使操作人员能够获得最准确、最有用的年度数据，用于资产维修和预测性维护。
虽然当今市场上所有的选择都涉及到权衡，但最合适、最有效的选择——当由经验丰富的专业人员部署时——将产生有价值的见解，可能延长资产寿命，提高可靠性，简化维修和维护，等等。
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