[發(fā)明專利]一種城鎮(zhèn)燃氣公用管道安裝過程埋深信息采集方法

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• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112037192A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高智勇;王金金;高建民;謝軍太;張曉明;韓毅;田云祥
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學;陜西省特種設(shè)備檢驗檢測研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73;G06T5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發(fā)明公開了一種城鎮(zhèn)燃氣公用管道安裝過程埋深信息采集方法，針對現(xiàn)場埋深檢測復雜，監(jiān)管難度大的問題，提出一種數(shù)字化解決方案：巧妙利用施工過程便攜式終端的圖像采集功能，降低對檢測設(shè)備和環(huán)境的要求，現(xiàn)場實時可操作性強；規(guī)范測量步驟，保證有效信息完整的情況下，減少人為因素的干擾，避免原始鏡頭畸變帶來的誤差。采用現(xiàn)場標桿作為標準物，首先對圖像中所含的Exif信息進行提取，并進一步完成相關(guān)的預(yù)處理，提高圖像的信噪比；接著需要通過霍夫變換求圖像中特征點/控制點的坐標值；通過攝像機透視模型，建立理想點與畸變點之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。判斷相機方位，找準控制點，完成校正。最終利用管道埋深與已知標桿的比例關(guān)系計算出管道埋深數(shù)值，為實現(xiàn)城鎮(zhèn)公用燃氣管道安裝過程質(zhì)量的數(shù)字化監(jiān)檢提供了保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于城鎮(zhèn)燃氣公用管道安裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城鎮(zhèn)燃氣公用管道安裝過程埋深信息采集方法。

背景技術(shù)

城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)不同于長輸管道，有著其獨特的復雜性：相比于長輸管道，城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)更容易遭受到第三方破壞的威脅。尤其在我國三線城市地區(qū)的城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)規(guī)劃較為混亂，管道的施工、服役標準與長輸管道差別巨大。燃氣管網(wǎng)絕大多數(shù)埋于地下，緊鄰交通要道與處于人群鬧市，輸送介質(zhì)又為易燃易爆氣體。此外，燃氣管網(wǎng)又具有連續(xù)運行時間長等特點，燃氣管網(wǎng)的事故通常具有開放性、未知性、高危害性等特點。根據(jù)陜西省城鎮(zhèn)燃氣管道工程和已投產(chǎn)管道情況分析，由于管道埋深不足造成漏管現(xiàn)象已經(jīng)成為影響燃氣管道安全運行的重要因素之一，特別是在橋梁、河道、穿越等地段。管道埋深不足的原因大致可以歸納為以下幾種類型：1)回填不到位，回填土下陷；2)雨季或者汛期造成的水土流失；3)開挖橋梁、河道等地段的過程中管道埋深不足；4)穿越高差較大的高坎、坡腳部位埋深不足；5)管溝開挖后未能及時得到回填，溝底淤積及管溝塌方導致的埋深不足。

目前針對管道埋深不足的研究，多停留在設(shè)計和管理角度，強調(diào)施工前中后期的嚴格監(jiān)管力度和制度規(guī)范。任曉紅針對公用壓力管道安裝過程設(shè)計不規(guī)范、質(zhì)量不過關(guān)、技術(shù)不科學等問題，從政府監(jiān)管的角度提出了優(yōu)化管道安裝設(shè)計、嚴格檢查和落實監(jiān)督責任等優(yōu)化建議；王玉坤等人從管道埋深設(shè)計角度，對各深度的地溫分布、覆土載荷、施工造價等影響因素進行模擬分析，提出了確定管道合理埋深的方案。而實際施工過程中，對于管道埋深的檢查點包括管溝開挖時的測量、驗溝時的抽查、管道下溝后隱蔽工程的檢查，數(shù)字化管道數(shù)據(jù)的測量等。管道安裝過程主要指管道的下溝階段，在此過程中需要多次測量管道管頂高程，發(fā)現(xiàn)不符合要求時及時進行修正；管溝回填前，必須再次測量管道的管頂標高，保證埋深符合要求。現(xiàn)階段仍采用卷尺人工測量，不能實現(xiàn)數(shù)字化自動采集，監(jiān)管人員難以實現(xiàn)全面監(jiān)管。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種施工現(xiàn)場數(shù)字化采集燃氣管道埋深的解決方案，是一種基于圖像測量的獲取大場景平面幾何要素的方法，針對現(xiàn)場環(huán)境復雜、測量手段有限的特點，結(jié)合智能終端圖像數(shù)據(jù)采集功能，采用圖像處理算法對其中包含的Exif信息及幾何要素進行提取，實現(xiàn)管道埋深的自動化識別和采集。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種城鎮(zhèn)燃氣公用管道安裝過程埋深信息采集方法，包括以下步驟：

步驟1)、采集現(xiàn)場圖像信息得到原始圖像；

步驟2)、提取步驟1)得到原始圖像的Exif信息；

步驟3)、對步驟1)得到原始圖像進行預(yù)處理得到清晰的標桿二值化圖像；

步驟4)、對步驟3)得到的二值化圖像進行經(jīng)典霍夫變換，獲取像面上水平、豎直標桿的端點及其交點坐標值；

步驟5)、依據(jù)攝像機成像原理中世界坐標系與圖像坐標系變換關(guān)系，構(gòu)建透視幾何模型；

步驟6)、結(jié)合相機參數(shù)對圖像中存在透視幾何畸變進行校正，制定計算流程圖，利用校正后的坐標和標桿的已知尺寸計算管道埋深。