[發(fā)明專利]一種管道內(nèi)激光雷達(dá)檢測(cè)方法、系統(tǒng)及設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010436811.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113702996A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志國(guó);王翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢中儀物聯(lián)技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/88
• 分類號(hào): G01S17/88;G01S17/89;G01C21/16;G01C1/00;G01B5/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發(fā)明提供一種管道內(nèi)激光雷達(dá)檢測(cè)方法、系統(tǒng)和設(shè)備，其中，所提供的方法包括：獲取任一時(shí)間點(diǎn)上，管道探測(cè)器在管道中的位置，以及該時(shí)間點(diǎn)管道探測(cè)器的姿態(tài)信息；獲取任一時(shí)間點(diǎn)上，管道探測(cè)器上搭載的激光雷達(dá)掃描獲取的管道內(nèi)橫截面信息；將同一時(shí)間點(diǎn)上所述的位置、姿態(tài)信息和管道內(nèi)橫截面信息相對(duì)應(yīng)，得到管道內(nèi)任意位置的橫截面信息。本發(fā)明通過(guò)在管道探測(cè)器上搭載激光雷達(dá)，獲取管道內(nèi)的橫截面信息，拼接后形成整個(gè)管道內(nèi)的橫截面信息，即可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)管道內(nèi)的目的；由于采用的是激光雷達(dá)，對(duì)周圍環(huán)境和視覺(jué)效果無(wú)要求，所以得到的管道內(nèi)的橫截面信息比攝像頭更加精確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管道檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管道內(nèi)激光雷達(dá)檢測(cè)方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)

管道內(nèi)檢測(cè)是指通過(guò)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)器在管道內(nèi)運(yùn)行，實(shí)時(shí)檢測(cè)和記錄管道的變形、腐蝕等損傷情況，并準(zhǔn)確定位的作業(yè)。通過(guò)管道內(nèi)檢測(cè)可事先發(fā)現(xiàn)各種缺陷和損傷，了解各管段的危險(xiǎn)程度，可預(yù)防和有效減少事故并節(jié)約管道維修資金，是保證管道安全的重要措施。

在現(xiàn)有的管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)中，最常規(guī)的方案是通過(guò)管道機(jī)器人搭載攝像頭對(duì)管道內(nèi)進(jìn)行視頻拍攝，從而獲得管道內(nèi)的狀態(tài)信息。然而，在檢測(cè)過(guò)程中，管道環(huán)境存在較多變化，管道內(nèi)部光線不足，使得攝像頭在管道內(nèi)成像效果較差，無(wú)法準(zhǔn)備獲得管道內(nèi)的狀態(tài)信息。

目前一些常規(guī)的解決方案往往是使用紅外攝像頭或者采用照明設(shè)備輔助進(jìn)行拍攝，以獲取更好的成像結(jié)果；亦或者是在檢測(cè)設(shè)備上搭載聲吶，來(lái)加強(qiáng)含水管道中檢測(cè)效果。

現(xiàn)有的管道內(nèi)檢測(cè)中，針對(duì)排水管道內(nèi)部有水時(shí)，若采用傳統(tǒng)潛望鏡方式進(jìn)行觀測(cè)，則鏡頭拍攝會(huì)因受到水體影響而不能正常工作或拍攝效果較差。而采用CCTV的檢測(cè)方式則需要進(jìn)行堵水、停水等手段確保管內(nèi)水位在管徑的1/3以下。堵水、停水等手段既加大了檢測(cè)的工作量及工作時(shí)間，也會(huì)給正常的生產(chǎn)工作帶來(lái)影響。同時(shí)針對(duì)無(wú)水管道，難以通過(guò)攝像頭或者聲吶有效獲得管道底部的淤積量信息。在這類條件下，利用排水管道機(jī)器人攜帶攝像裝置進(jìn)入排水管道進(jìn)行檢測(cè)具有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種管道內(nèi)激光雷達(dá)檢測(cè)方法、系統(tǒng)及設(shè)備，提高管道內(nèi)檢測(cè)效果。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為：一種管道內(nèi)激光雷達(dá)檢測(cè)方法，本方法包括：

獲取任一時(shí)間點(diǎn)上，管道探測(cè)器在管道中的位置，以及該時(shí)間點(diǎn)管道探測(cè)器的姿態(tài)信息；

獲取任一時(shí)間點(diǎn)上，管道探測(cè)器上搭載的激光雷達(dá)掃描獲取的管道內(nèi)橫截面信息；

將同一時(shí)間點(diǎn)上所述的位置、姿態(tài)信息和管道內(nèi)橫截面信息相對(duì)應(yīng)，得到管道內(nèi)任意位置的橫截面信息。

按上述方法，所述獲取任一時(shí)間點(diǎn)上，管道探測(cè)器在管道中的位置的步驟，具體包括：通過(guò)計(jì)米器計(jì)算管道探測(cè)器在管道中行駛的距離，獲取所述的管道探測(cè)器在管道中的位置。

按上述方法，所述的管道探測(cè)器的姿態(tài)信息通過(guò)慣性測(cè)量單元獲取，其中，所述管道探測(cè)器的姿態(tài)信息至少包括管道探測(cè)器的仰角、翻轉(zhuǎn)角和航向角。

按上述方法，本方法還包括：將管道內(nèi)所有位置的橫截面信息進(jìn)行組合，得到整個(gè)管道內(nèi)的三維圖像信息。

按上述方法，所述的管道內(nèi)橫截面信息具體獲取步驟如下：

激光雷達(dá)通過(guò)向管道內(nèi)壁以一定的發(fā)射頻率發(fā)送脈沖激光，接收脈沖激光被管道內(nèi)壁反射的回波信號(hào)，根據(jù)脈沖激光和回波信號(hào)的時(shí)間差獲取激光雷達(dá)與管道內(nèi)壁的距離，從而獲得管道內(nèi)橫截面信息。

按上述方法，所述的脈沖激光的發(fā)射頻率根據(jù)管道探測(cè)器的行駛速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

按上述方法，激光雷達(dá)的脈沖激光發(fā)射頻率大于或等于5Hz，每一橫截面掃描點(diǎn)至少為600個(gè)。

一種管道內(nèi)激光雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)：本系統(tǒng)包括：