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城市排水管道是城市建设的重要标志，排水管道系统是否正常对人们的生活有直接的影响。我国南方地区夏季雨中相对集中，这给城市的排水带来很大的压力，因此对管道的维护与检修要定期展开是十分必要。城市管道位于地下，狭长且内部环境复杂，靠人力基本上无法完成检查，这就需要开发出一套自动化检测工具来代替人工。论文首先阐述了管道检测机器人的背景与现状，结合国内外管道检测机器人的发展，阐明了本课题的研究背景和意义。简述了本文的组织形式和研究内容，并介绍了机器人机械本体及控制系统的架构。论文通过对机器人在管道的约束分析、临界颠覆状态建模分析以及针对机器人在管道到内部行走、越障等模型进行受力分析，为机器人硬件设计中器件参数选定提供依据。同时，论文对机器人运动姿态进行建模分析，为设计机器人的自动行驶功能算法作基础。一套完整、可靠的软硬件平台是机器人能在复杂管道环境中运行正常的关键，论文根据管道检测机器人的功能要求，设计出一套管道检测机器人的硬件、软件系统。硬件包括控制系统、机械本体系统、PC机终端系统。软件包括上、下位机软件以及基于PC机开发的管道检测系统和三维重建系统。论文提出了一种利用激光扫描仪采集的点云数据对管道进行快速三维重建的方案。对于待扫描的管道，获取从不同角度扫描的激光点云，通过一定的算法处理后将能够建立管道3D模型，能够对管道进行由于视频录像的细节检测。最后论文完成了整个管道机器人系统平台的搭建，并对机器人行走、爬坡、转弯、数据采集、云台摄像头控制等进行测试，各个功能性能良好。并对主要工作和研究内容进行了总结，对今后的研究方向做出了展望。