[發明專利]一種管道智能檢測方法及檢測系統

有效

• 申請號: 201810062322.7
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108318506B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 李清泉;陳智鵬;朱家松;汪馳升
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/954
• 分類號: G01N21/954;H04N5/262;H04N7/18;G06K9/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種管道智能檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟A、在待檢測管道的起點檢查井投放預先與移動終端連接的多個檢測裝置；

步驟B、所述檢測裝置隨管道中的水流運動，并在運動的過程中采集管道內的圖像數據；

步驟C、當所述檢測裝置運動到待檢測管道的終點檢查井時進行檢測裝置的回收，移動終端獲取所述檢測裝置的位置信息；

步驟D、移動終端從所述檢測裝置中下載采集到的圖像數據，并傳輸至用于對圖像數據進行處理與分析的智能終端中；

步驟E、所述智能終端對所述圖像數據進行穩像處理，生成虛擬穩定視場的管道檢測視頻，并從生成的管道檢測視頻中自動識別出管道的病害；

所述步驟E中的智能終端對所述圖像數據進行穩像處理，生成虛擬穩定視場的管道檢測視頻具體包括：

步驟E1、智能終端根據圖像數據中相鄰兩幀之間的陀螺角速度積分，得到相鄰兩幀時刻之間檢測裝置的相對旋轉量；

步驟E2、將當前幀進行旋轉，得到相對于前一幀去旋轉的球面成像視頻；

步驟E3、根據所述檢測裝置運動的精細空間軌跡，得到檢測裝置在水中漂流的運動方向以及檢測裝置相對于運動方向的轉角；

步驟E4、根據所述轉角，從相對于前一幀去旋轉的球面成像視頻中截取待檢測區域的圖像，得到虛擬穩定視場的管道檢測視頻；

所述步驟C中的移動終端獲取所述檢測裝置的位置信息具體包括：

步驟C1、所述移動終端通過GNSS定位系統確定檢測裝置的起點和終點位置；

步驟C2、通過所述檢測裝置中的9軸MEMS運動傳感器對運動數據進行分段處理，通過運動特征分析出管道中的關鍵拓撲位置，獲得所述檢測裝置通過所述關鍵拓撲位置的時刻，得到時間拓撲序列軌跡；

步驟C3、結合起點位置，將獲得的時間拓撲序列軌跡與所述管道的布設圖紙匹配，得到每個關鍵拓撲位置對應的具體地理位置，并得到檢測裝置運動的稀疏空間軌跡序列；

步驟C4、利用9軸MEMS運動數據和稀疏空間軌跡的位置點進行卡爾曼濾波軌跡組合，結合檢測裝置在直線管道運動時勻速運動的特征約束，得到所述檢測裝置運動的精細空間軌跡。

2.根據權利要求1中所述的管道智能檢測方法，其特征在于，所述步驟A之前包括：

步驟S、預先將用來采集不同檢測段圖像數據的多個檢測裝置用不同的顏色區分，且每個數據采集模塊配置有唯一識別碼；并將移動終端通過APP與多個檢測裝置的WIFI通信單元連接。

3.根據權利要求1中所述的管道智能檢測方法，其特征在于，所述步驟A之前還包括：

步驟M、對所述待檢測管道進行淤泥清理，并投放測試裝置用來對所述待檢測管道的通過性進行測試。

4.根據權利要求1中所述的管道智能檢測方法，其特征在于，所述步驟D還包括：

步驟D1、當所述移動終端完成圖像數據下載之后，對所述檢測裝置進行初始化。

5.根據權利要求1中所述的管道智能檢測方法，其特征在于，所述步驟E中的從生成的管道檢測視頻中自動識別出管道的病害缺陷具體包括：

步驟E5、對生成的虛擬穩定視場的管道檢測視頻進行影像灰度校正；

步驟E6、使用多尺度策略病害檢測模型，將影像分成像素級影像、單元級影像和塊級影像，并通過兩次計算過程對影像進行分割；

步驟E7、通過對所檢測出的病害區域進行邊緣跟蹤，得到病害的邊緣矢量，提取病害的幾何特征，識別出管道中的病害；

所述兩次計算過程包括：基于像素級到單元級的影像灰度計算和對基于單元級的影像塊進行差分直方圖分割。

6.一種管道智能檢測系統，所述管道智能檢測系統基于上述權利要求1-5任一項所述的管道智能檢測方法，其特征在于，所述系統包括：用于采集管道中圖像數據的檢測裝置，用于與所述檢測裝置連接并從所述檢測裝置中下載圖像數據的移動終端，以及用于根據管道檢測視頻自動識別出管道的病害的智能終端。

7.根據權利要求6中所述的管道智能檢測系統，其特征在于，所述檢測裝置包括：外部防水外殼、內部電子模塊以及配重塊，所述外部防水外殼上噴涂有納米涂料，用于防止所述檢測裝置與淤泥粘連。

8.根據權利要求7中所述的管道智能檢測系統，其特征在于，所述內部電子模塊包括：定位定姿單元、成像拍照單元、集成控制單元以及供電單元；

所述定位定姿單元包括MEMS加速度計、陀螺儀、磁力計組成的九軸MEMS運動傳感器；

所述成像拍照單元采用水平視場角為360°，垂直視場角大于180°的超廣角魚眼鏡頭；

所述集成控制單元包括ARM電路板、存儲卡以及WIFI通信單元；

所述供電單元包括鋰電池以及電源管理電路。