[發(fā)明專利]排水管道內(nèi)壁全景圖像的缺陷檢測方法和圖像采集機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210378183.5
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114742797A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左劍惡;于中漢;陶浩翔
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本申請公開了一種排水管道內(nèi)壁全景圖像的缺陷檢測方法和圖像采集機器人，其中，方法包括：通過獲取由管道內(nèi)壁圖像采集機器人采集的排水管道內(nèi)的采集圖像；利用預(yù)設(shè)的管道內(nèi)壁全景圖像展開算法對采集圖像進行展開，得到排水管道的管道全景展開圖像；從管道全景展開圖像中提取缺陷特征，識別排水管道的實際缺陷位置，并生成管道缺陷結(jié)果。本申請的實施例通過管道內(nèi)的全景圖像進行缺陷檢測，消除了人工檢測的主觀因素對檢測結(jié)果的影響，提高了管道檢測結(jié)果的可靠性和檢測過程的敏捷性。由此，解決了傳統(tǒng)CCTV檢測時間受檢測人員個人因素和管道內(nèi)缺陷數(shù)量影響等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及管道檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種排水管道內(nèi)壁全景圖像的缺陷檢測方法和圖像采集機器人。

背景技術(shù)

閉路電視(Closed Circuit Television，CCTV)又被稱為視頻監(jiān)控，是一種利用攝像頭進行拍攝并將其信號傳輸?shù)奖O(jiān)視器中，實現(xiàn)對某特定區(qū)域進行實時監(jiān)控的技術(shù)。在排水管道檢測中，CCTV多指基于上述原理所開發(fā)的管道檢測機器人，它可以由管道檢測人員遠程操控，并將攝像頭拍攝到的管道內(nèi)部圖像實時回傳到監(jiān)視器中，使檢測人員不必進入管道就可以對管道內(nèi)部的情況獲得直觀的了解。CCTV視頻檢測是目前城市排水管道檢測所使用的最主要的檢測方法，自20世紀50年代CCTV視頻檢測機器人的概念提出以來，其性能已經(jīng)歷了長足的發(fā)展。

CCTV檢測可以非常穩(wěn)定地向外界輸出管道內(nèi)部的圖像數(shù)據(jù)，且其輸出的圖像數(shù)據(jù)能夠直觀地反應(yīng)管道內(nèi)部的情況，是管道缺陷評價的良好依據(jù)。

然而，相關(guān)技術(shù)中傳統(tǒng)CCTV機器人攝像頭的視場角較小，操作人員常常要不斷調(diào)整攝像頭的位置和角度，以對可能出現(xiàn)缺陷的地方進行定位和仔細觀察，因此在管道缺陷處和管道接口處工作人員需要操作機器人頻繁停下，并旋轉(zhuǎn)攝像頭拍攝完整的缺陷或管道接縫，對放置于管道內(nèi)部的監(jiān)控設(shè)備進行實時操控，因此檢測所需的時間會受到檢測人員個人因素和管道內(nèi)缺陷數(shù)量的影響，檢測人員的熟練度越低，管道內(nèi)缺陷數(shù)量越多，則CCTV管道機器人在管道內(nèi)工作時間過長；而且，CCTV拍攝的檢測視頻需要專業(yè)人員不跳過的完整觀看，并判斷管道缺陷的位置和嚴重程度，而長時間的觀看檢測視頻會嚴重影響檢測人員的效率和準確性。此外，由于視頻畫面是檢測人員判斷管道缺陷的唯一依據(jù)，檢測人員無法根據(jù)視頻畫面客觀的了解破損的實際尺寸，因此判斷管道缺陷的嚴重程度帶有較強的主觀性。

綜上，利用CCTV進行檢測時，仍然存在著檢測結(jié)果受操作人員個人因素影響，檢測效率受管道狀況影響等問題，針對這些問題，亟需開發(fā)新的檢測技術(shù)以提高管道檢測結(jié)果的可靠性和檢測過程的敏捷性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N排水管道內(nèi)壁全景圖像的缺陷檢測方法和圖像采集機器人，以解決傳統(tǒng)CCTV檢測時間受檢測人員個人因素和管道內(nèi)缺陷數(shù)量影響等問題。

本申請第一方面實施例提供一種排水管道內(nèi)壁全景圖像的缺陷檢測方法，包括以下步驟：獲取由管道內(nèi)壁圖像采集機器人采集的排水管道內(nèi)的采集圖像；利用預(yù)設(shè)的管道內(nèi)壁全景圖像展開算法對所述采集圖像進行展開，得到所述排水管道的管道全景展開圖像；從所述管道全景展開圖像中提取缺陷特征，識別所述排水管道的實際缺陷位置，并生成管道缺陷結(jié)果。

可選地，在本申請的一個實施例中，所述獲取由管道內(nèi)壁圖像采集機器人采集的排水管道內(nèi)的采集圖像之前，還包括：利用所述管道內(nèi)壁圖像采集機器人采集圖像時的姿態(tài)數(shù)據(jù)對所述采集圖像進行校準，糾正所述采集圖像的偏移。

可選地，在本申請的一個實施例中，所述利用預(yù)設(shè)的管道內(nèi)壁全景圖像展開算法對所述采集圖像進行展開，得到所述排水管道的管道全景展開圖像，包括：識別所述采集圖像的圓心，得到所述采集圖像的消失點；計算所述消失點在采集圖像矩陣中的坐標，以所述消失點的坐標為圓心，預(yù)設(shè)像素長度為半徑對所述采集圖像進行環(huán)切，得到所述采集圖像的圖像有效區(qū)域；根據(jù)預(yù)設(shè)的展開圖像矩陣中各像素點位置與所述采集圖像矩陣中各像素點位置的映射關(guān)系，對所述采集圖像的圖像有效區(qū)域內(nèi)的各像素進行映射，得到所述管道全景展開圖像。