[發明專利]一種基于OpenMV的水下管道巡線方法

在審

• 申請號: 202110597652.8
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113175625A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 江根萍;丁溶;羅成;胡濤;周海松;蘇亮
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00;G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種基于OpenMV的水下管道巡線方法，該方法應用于水下設備，包括電源模塊、OpenMV攝像頭、傳感器模塊、動力模塊、控制器。該方法的實現通過電源模塊供電，控制器處理接收到的OpenMV攝像頭反饋的擬合直線的數據和傳感器模塊發送的水下設備的運動狀態的數據，通過動力模塊控制水下設備做出相應反應的運動，驅動水下設備在水中向前、向后、向左、向右運動，從而保證所述水下設備在水中沿著水下管道平穩巡線，完成對水下管道進行全方位檢測排查的工作及提高檢測排查效率。

技術領域

本發明涉及水下管道領域，具體而言，涉及一種基于OpenMV的水下管道巡線方法。

背景技術

水下管道是敷設在江、河、湖、海的水下用來輸送液體、氣體或松散固體的管道，其不受水深、地形等條件限制，輸送效率高、耗能少，但檢查和維修較困難。水下管道所處環境惡劣，水下設施如果發生事故，就會引發礦產資源的外流，輕則浪費資源，重則威脅作業及相關人員的生命安全，對海洋生態系統和環境造成毀滅性的災難。因此，需對水下的管道鋪設設施進行必要的階段性檢測排查。

目前，要對水下管道進行檢測排查，主要采用潛水員水下作業的方式，人工完成難度及工作量很大，存在很多危險及受限于潛水員的下潛深度只適合淺水區，不適合深水區，從而不能全方面地檢測排查每個位置，需進行多次檢測，甚至還會出現檢測結果產生錯判的情況，這導致浪費了很多時間及精力，并且效率很低。因此，可以使用水下設備代替人工下潛對水下管道進行檢測排查工作，而要利用水下設備對水下管道進行檢測排查工作最基本的要求就是水下設備能夠沿著水下管道巡線，這樣可以全方位檢測到水下管道。為了解決水下設備能夠沿著水下管道巡線的問題，利用水下設備完成對水下管道進行全方位檢測排查的工作及提高工作效率，發明一種能夠沿著水下管道巡線的方法顯得尤其重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于OpenMV的水下管道巡線方法，該方法可以使水下設備能夠沿著水下管道巡線，以便利用水下設備代替人工完成水下管道全方位檢測排查工作，提高工作效率。

為解決上述難題，本發明采用如下技術方案：

一種基于OpenMV的水下管道巡線方法，該方法應用于水下設備，包括電源模塊、OpenMV攝像頭、傳感器模塊、動力模塊、控制器。

所述電源模塊用于給所述OpenMV攝像頭、所述傳感器模塊、所述動力模塊和所述控制器供電。

所述OpenMV攝像頭用于采集水下管道的圖像信息，并對圖像進行二值化處理后反饋數據給所述控制器處理。

所述傳感器模塊用于實時監測所述水下設備的運動狀態，對所述水下設備的運動狀態做出相應反應，發送所述水下設備運動狀態的數據給所述控制器處理。

所述動力模塊用于作為所述水下設備的動力裝置，驅動所述水下設備在水中向前、向后、向左、向右運動。

所述控制器與所述OpenMV攝像頭、所述傳感器模塊、所述動力模塊連接，用于處理所述OpenMV攝像頭反饋的數據，接收所述傳感器模塊發送的數據，對所有數據進行處理后，控制動力模塊驅動所述水下設備運動，保證所述水下設備在水中沿著水下管道平穩巡線。

一種基于OpenMV的水下管道巡線方法，包括以下步驟：

S1、所述OpenMV攝像頭采集水下管道的圖像信息，對圖像進行二值化處理，通過OpenMV閾值編輯器調節閾值，使我們要識別的水下管道變成白色，其他物體變成黑色，將得到的LAB閾值保存下來，然后調用函數，將圖像轉化為二值圖像，從圖像中提取出管道后，進行線性回歸算法，將管道擬合成一條直線，該直線可以代替管道的偏移情況，返回直線的角度偏移和截距偏移，然后反饋擬合直線的數據給所述控制器；

S2、所述控制器在接收到所述OpenMV攝像頭反饋的擬合直線的數據時，對數據進行數字濾波，處理完成的數據交給PID控制器進行PID計算，算出需要輸出的修正值，調節PID大小達到一個使所述水下設備運行狀態最好的值；