在我国综合国力强盛的今天,作为基础设施之一的管道,诸如输油、输气及地下排水、排污管道等,关乎民生,其重要性不言而喻,管道质量的检测,亦尤为重要。管道多为金属管道,具有信号屏蔽作用,传统管道检测机器人拍摄的管道数据需要通过一根信号线传输,这对长管道的检测非常困难;且管道为圆形,而以往面阵CCD在近距离拍摄弧形物体时会出现图像畸变的问题。为了解决现有的管道检测机器人存在的问题,本课题设计了一种能够获得整个运输管道尤其是较长管道内壁进行全覆盖高分辨率图像采集的方法及装置。本文通过对机器人总体方案设计、动力学分析、三维模型建立以及有限元分析,确定了机器人的本体结构;对机器人进行了运动姿态的控制,防止了机器人在作业中出现倾覆的现象;采用编码器作为所设计的测距轮的核心部件,读取其脉冲信号,实现了机器人在管道中的位置确定;设计了管道巡检机器人的图像采集系统,图像采集系统采用两个安装于载具平台两侧线阵CCD,由步进电机控制,在管道横断面内做0-180°的旋转,将扫描的管道内壁信息存储在存储单元中,解决了以往面阵CCD在近距离采集弧形图像数据时的图像畸变问题以及现有机器人需要使用一根信号线跟随机器人行踪的弊端,扩大了管道内壁检测的范围,解决了现有机器人存在的问题。通过试验验证,所设计的管道巡检机器人,实现了管道内壁图像的全覆盖高精度采集,解决了面阵CCD在近距离拍摄弧形物体时产生图像畸变的问题,提高了管道的检测效率,特别是对于较长管道的检测,其优势更为突出,具有较高的实际运用价值。