Modelado matemático para escaneo láser 3D de robot en entornos completamente oscuros para avanzar en la inspección de tuberías
Autores: Sepulveda-Valdez, Cesar; Sergiyenko, Oleg; Tyrsa, Vera; Mercorelli, Paolo; Rodríguez-Quiñonez, Julio C.; Flores-Fuentes, Wendy; Zhirabok, Alexey; Alaniz-Plata, Ruben; Núñez-López, José A.; Andrade-Collazo, Humberto; Miranda-Vega, Jesús E.; Murrieta-Rico, Fabian N.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelado matemático para escaneo láser 3D de robot en entornos completamente oscuros para avanzar en la inspección de tuberías
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Robot autónomo
Monitoreo de salud estructural en tuberías
Escaneo láser óptico 3D
Metodología matemática
Robot móvil
Ransac
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un robot autónomo diseñado para el monitoreo de la salud estructural en tuberías de petróleo/gas. Este sistema emplea un Sistema de Visión Técnica 3D de Escaneo Láser Óptico (TVS) para escanear continuamente la superficie interna de la tubería. Este documento detalla la metodología matemática del escaneo láser 3D basado en triangulación dinámica. Presenta el marco matemático que rige la cinemática combinada del Robot Móvil (MR) y TVS. Se discute el diseño personalizado del MR, ajustándolo al uso de matemáticas robustas e incorporando un escáner láser producido con una impresora 3D. Se utilizan enfoques experimentales y teóricos para ilustrar la formación de nubes de puntos durante el escaneo de superficies. Se detalla la aplicación del algoritmo matemático simple y robusto RANSAC para el procesamiento preliminar de las nubes de puntos medidas. Además, se presentan dos criterios distintos y simplificados para detectar defectos en tuberías, específicamente diseñados para el procesamiento informático. En conclusión, se evalúa la efectividad del método matemático y físico propuesto a través de pruebas experimentales realizadas bajo diferentes condiciones de iluminación.
Descripción
Este documento presenta un robot autónomo diseñado para el monitoreo de la salud estructural en tuberías de petróleo/gas. Este sistema emplea un Sistema de Visión Técnica 3D de Escaneo Láser Óptico (TVS) para escanear continuamente la superficie interna de la tubería. Este documento detalla la metodología matemática del escaneo láser 3D basado en triangulación dinámica. Presenta el marco matemático que rige la cinemática combinada del Robot Móvil (MR) y TVS. Se discute el diseño personalizado del MR, ajustándolo al uso de matemáticas robustas e incorporando un escáner láser producido con una impresora 3D. Se utilizan enfoques experimentales y teóricos para ilustrar la formación de nubes de puntos durante el escaneo de superficies. Se detalla la aplicación del algoritmo matemático simple y robusto RANSAC para el procesamiento preliminar de las nubes de puntos medidas. Además, se presentan dos criterios distintos y simplificados para detectar defectos en tuberías, específicamente diseñados para el procesamiento informático. En conclusión, se evalúa la efectividad del método matemático y físico propuesto a través de pruebas experimentales realizadas bajo diferentes condiciones de iluminación.