[發(fā)明專利]一種檢測缺陷的管道機器人及其控制方法與控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110235617.1
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112944104B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳海騰;熊俊杰;楊克己;陳如申
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州申昊科技股份有限公司
• 主分類號: F16L55/26
• 分類號: F16L55/26;G01N25/72;F16L101/30
• 代理公司: 北京國貝知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11698
• 代理人: 柯俊

1.一種檢測缺陷的管道機器人，其特征在于，包括：

一管道機器人本體、一脈沖加熱器、一熱像儀，及一處理器；其中，

所述管道機器人本體設(shè)有所述脈沖加熱器及所述熱像儀；

所述脈沖加熱器用于對管道進行脈沖加熱；

在所述脈沖加熱的同時，所述熱像儀用于對所述管道進行熱影像擷取，得到復數(shù)熱影像擷取數(shù)據(jù)；

所述處理器從所述熱像儀接收所述復數(shù)熱影像擷取數(shù)據(jù)；以及，

所述處理器將所述復數(shù)熱影像擷取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)，其中所述二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)中m列為所述復數(shù)熱影像擷取數(shù)據(jù)的數(shù)量，所述二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)中n列為所述復數(shù)熱影像擷取數(shù)據(jù)的各相素點數(shù)據(jù)；

所述處理器將所述二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)中，比對各成分的相似程度，當二成分比對結(jié)果為近似時，將所述二成分進行標記并計算權(quán)重值，當二成分比對結(jié)果為不近似時，所述二成分的權(quán)重值設(shè)為0，當計算完各權(quán)重值后得到一權(quán)重矩陣；

所述處理器根據(jù)所述權(quán)重矩陣運算出一對角矩陣，所述處理器再根據(jù)所述對角矩陣、一拉普拉斯矩陣，及所述二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)進行特征映像運算，得到復數(shù)特征向量及復數(shù)特征值，再將所述復數(shù)特征向量根據(jù)所述復數(shù)特征值進行排列，得到一投影矩陣，再根據(jù)所述投影矩陣及所述二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)進行運算，得到一輸出矩陣；

所述處理器根據(jù)所述輸出矩陣的各成分進行重新排列，得到一缺陷分析數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種檢測缺陷的管道機器人，其特征在于，所述處理器根據(jù)ε-相近法(ε-neighborhoods)，將所述二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)中，任二元素x_i、x_j之間的歐基里德距離(Euclidean distance)符合公式：||x_i-x_j||²ε時，則判斷所述二成分比對結(jié)果為近似，反之則不近似；接著以熱核心法根據(jù)公式：計算權(quán)重值S_ij，最后根據(jù)所述權(quán)重值得到所述權(quán)重矩陣；

所述處理器根據(jù)公式：XLX^Tα＝λXDX^Tα進行特征映像運算；所述處理器取所述投影矩陣及所述二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)根據(jù)公式：y_i＝A^Tx_i進行運算，得到所述輸出矩陣y_i，其中X為所述二維熱影像矩陣數(shù)據(jù)，A為所述投影矩陣，D為對角矩陣，其對角值D_ii＝∑_jS_ij、L為拉普拉斯矩陣(Laplacian matrix)，L＝D－S、ε為常數(shù)、t為參數(shù)、λ為特征值、α為特征向量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種檢測缺陷的管道機器人，其特征在于，

沿所述管道內(nèi)側(cè)頂壁設(shè)一軌道；

所述管道機器人本體頂面設(shè)有一輪具組，且所述輪具組位于所述軌道內(nèi)，以供沿所述軌道移動；所述管道機器人本體底部設(shè)有一動力輪組，以供驅(qū)動所述管道機器人本體行進。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種檢測缺陷的管道機器人，其特征在于，于所述動力輪組設(shè)有一剎車單元；

所述輪具組設(shè)有一夾制單元；

所述管道機器人本體設(shè)有一流速偵測單元；

所述流速偵測單元信息連接所述處理器，所述流速偵測單元用于偵測所述管道內(nèi)的流體流速，得到一流速偵測結(jié)果并上傳至所述處理器；

當所述處理器判斷所述流速偵測結(jié)果超出一默認值時，則立即生成控制信號，所述夾制單元根據(jù)所述控制信號夾制住所述軌道；所述剎車單元收到所述控制信號后開始工作；所述動力輪組收到所述控制信號后停止工作。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種檢測缺陷的管道機器人，其特征在于，所述管道機器人本體設(shè)有一定位單元，所述定位單元用于偵測所述管道機器人本體所在位置而得到一定位數(shù)據(jù)，所述處理器用于遠程信息連接一控制中心，當所述處理器根據(jù)所述缺陷分析數(shù)據(jù)判斷所述管道有缺陷時，立即發(fā)送一警報訊號及所述定位數(shù)據(jù)至所述控制中心。