CN105049803A - 便携式管道检测控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式管道检测控制器，包括电源模块、显示模块、工控机、单片机、GPS模块、爬行器遥控模块以及电平信号转换芯片；电源模块输出端与显示模块、工控机电连接；工控机还分别与显示模块、单片机信号连接；单片机还分别与爬行器遥控模块、GPS模块、电平信号转换芯片、编码器接口、视频接口信号连接。本发明提升了检测准确度，也节省了时间，同时还具有易于操作、方便携带的优点。

Description

便携式管道检测控制器

技术领域

本发明属于地下污水、雨水等管网检测仪器控制领域，尤其涉及一种便携式管道检测控制器。

背景知识

对市政排水地下管道、农业用水地下管道、自来水地下管道等地下管线进行疏通及修复时，需要提前了解管道内部的状况，诸如管道管线错位、井口埋没、漏损等情况。

目前，国外及国内运用最为广泛的CCTV内窥检测，利用机器人爬行器负载相应的录像装置，在管道内进行拍摄，操作人员对爬行器小车进行操作时使用相应的控制器进行控制。搭载监控视频系统的爬行器小车、电缆盘以及控制器为CCTV内窥检测的三大部分。在对管道进行CCTV内窥检测时，小车的前进、后退、转弯、加减挡和镜头的转动、灯光的明暗调节均由控制器控制实施。

在近年来的发展中，通过国外引进吸收及仿制也陆续出现了许多具有一定检测功能的CCTV内窥检测系统，但是对于爬行器小车的控制系统及控制器，多比较笨重，其基本构造为箱式，内置主机、屏幕、以及键盘等，造成主要控制器不便于携带。同时老旧的控制器在操作上也相对比较复杂，在实际工作中，容易出现错误。

此外，现有控制器对于整个检测系统来说，属于管道内录制视频简单的同步输出。通过控制器对镜头进行控制拍摄，实时输出到主控机上进行观察，同时在特殊点位需要进行详细查看时，则暂停爬行器小车运动，控制镜头进行变焦检查。这类型的控制器，在实际操作中能实时通过镜头看到有缺陷的区域，但不能在现场对图像进行电子化的记录并保存。虽然录制的视频能够通过MP5或者SD卡等存储装置进行保存，待完成现场的检测工作后导入到相应的PC机软件中，通过软件顺时查看，添加缺陷描述及分级等记录，最终完成该管道的检测报告。这种操作具有一定的弊病，例如实地检测完毕后回到办公区域连接PC进行人工判读，通过观看视频录像进行判读属于对检测的二次加工，部分不能确定的情况可能会因为检测人员记忆模糊而出现误判。需要进行重点观察的区域，也有可能出现在检测工作当场未发现而遗漏。对于人工对视频一帧一帧检查视频记录，也相应增加了检测的时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式管道检测控制器，旨在解决现有控制器操作复杂、繁复并且容易出现误判的问题。

本发明的技术方案如下：

一种便携式管道检测控制，包括电源模块、显示模块、工控机、单片机、GPS模块、爬行器遥控模块以及电平信号转换芯片；电源模块输出端与显示模块、工控机电连接；工控机还分别与显示模块、单片机信号连接；单片机还分别与爬行器遥控模块、GPS模块、电平信号转换芯片、编码器接口、视频接口信号连接；其中：

工控机进一步包括CPU、固态硬盘、内存、视频图像采集卡和视频检测判读模块，固体硬盘、内存和视频图像采集模块均与CPU信号连接；

视频检测判读模块进一步包括视频图像编辑模块、爬行器状态检测模块和管道坡度曲线绘制模块，图像编辑模块用来基于用户指令对采集的视频图像进行处理，爬行器状态检测模块用来采集爬行器状态值，管道坡度曲线绘制模块用来根据爬行器俯仰角绘制管道坡度曲线。

上述工控机与显示模块通过USB接口和LVDS接口相连。

上述工控机与单片机通过RS232通信模块。

上述爬行器遥控模块进一步包括电位器、摇杆和按键。

上述爬行器状态值包括爬行器气压、爬行器倾角、爬行器抬升高度、爬行器轮径、爬行器镜头离地高度和爬行器镜头旋转角，爬行器气压、爬行器倾角、爬行器抬升高度分别通过设于爬行器内部的气压传感器、倾角传感器、抬升电位器获得，爬行器镜头离地高度为爬行器抬升高度和爬行器轮径之和，爬行器镜头旋转角通过设于爬行器镜头的无线旋转电位器获得。

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种便携式管道检测控制器，通过对控制器中集成一个工控机，配置固态硬盘，将检测视频判读软件写入工控机中，实时观测管道内部，遇到需要特殊标注的缺陷区域当场进行放大观察和标注判定，避免通过二次回忆造成记忆偏差。在爬行器小车完成管道内部的运行检查工作后，地面上依靠控制器也相应的完成了电子版的检测记录及报告输出。

与已有控制器相比，本发明控制器不仅提升了检测准确度，也节省了时间。此外，本发明为了管道内检测工作更易于操作，控制器体积更小，方便工作人员进行管道检测时携带；在结构功能上，实现人工操作的便捷简单性，控制爬行器小车前进、后退、转弯，实现灯光明暗、摄像头转动、调焦、切换等更动作时，人工手动操作快速易学。

附图说明

图1为本发明具体的电路结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明便携式管道检测控制器，包括壳体，壳体正面设有显示屏，壳体内设电源模块、工控机、单片机、GPS模块以及电平信号转换芯片。电源模块输出端分别与显示屏、工控机电连接；工控机还分别与显示屏、单片机信号连接，具体实施中，工控机与显示屏通过USB接口和LVDS接口相连，工控机与单片机通过RS232通信模块相连，电平信号转换芯片用来完成RS422和TTL电平信号间的转换。

单片机还分别与爬行器遥控模块、GPS模块、电平信号转换芯片、编码器接口、视频接口信号连接。爬行器遥控模块进一步包括电位器、摇杆和按键，可用于控制爬行器的前进、后退、速度、升降、灯光、视频切换、镜头旋转、调焦变倍等。GPS模块用于获取爬行器在管道内的位置信息，以便在地图上定位管道，形成检测管道的电子地图。编码器接口用来连接位于电缆盘上的编码器，编码器用来计量电缆放出去的长度，用于缺陷的位置定位。视频接口用来连接爬行器搭载的监控视频系统的视频输出。具体实施中，电位器、摇杆和按键均设于壳体正面，且位于显示屏两侧；电源接口、GPS模块、USB接口设于壳体侧面。适配器接口、编码器接口、预留Can接口均设于壳体底侧。

本发明通过对控制器中集成一个工控机，配置64G固态硬盘(SSD)，并将PIPECCTV管道CCTV检测评估报告软件写入主控机中，实时观测管道内部，遇到需要特殊标注的缺陷区域当场进行放大观察和标注判定，避免通过二次回忆造成记忆偏差。在爬行器小车完成管道内部的运行检查工作后，地面上依靠控制器也相应的完成了电子版的检测记录及报告输出。还可根据爬行器小车车轮型号，自动计算适应管径，根据爬行器小车爬行路线，自动测算管道内部淤积情况，计算管道坡度等。

工控机硬件配置进一步包括CPU、固体硬盘、内存和视频图像采集模块，固体硬盘、内存和视频图像采集模块均与CPU信号连接；配合写入的视频检测判读模块，可实现视频图像的采集、显示、存储和编辑功能，同时可检测爬行器的实时状态，现场生成检测报告，并生成管底坡度曲线图。视频图像采集模块用来对视频图像进行AD采样，经CPU处理后，直接在显示屏上显示或压缩后存储于固态硬盘。本发明具体实施中，视频检测判读模块为PipeSight管道检测视频判读报告软件。

工控机写入的视频检测判读模块进一步包括视频图像编辑模块、爬行器状态检测模块和管道坡度曲线绘制模块。图像编辑模块，用于基于数字化图像，根据用户编辑指令，将编辑指令叠加雨视频图像上，实现视频图像的处理，例如缺陷的编辑和长度测量等，缺陷的长度测量中，需要人工确定缺陷的起始点和标尺(即激光点)的起始点，视频图像编辑模块根据缺陷和标尺的起始点间的像素关系进行计算。

爬行器状态检测模块，主要依靠爬行器回传的状态值，在显示屏上实时显示爬行器状态。状态值通过传感器和人工输入两种方式获得。状态值包括爬行器气压、爬行器倾角、爬行器抬升高度、爬行器轮径、爬行器镜头离地高度和爬行器镜头旋转角。气压值通过设于爬行器内部的气压传感器获得，爬行器倾角通过设于爬行器内部的倾角传感器获得，抬升高度通过设于爬行器的抬升电位器获得，爬行器轮径则通过人工输入，传感器获得的气压值和爬行器倾角直接显示于显示屏，抬升高度根据传感器值和抬升结构进行换算获得，不同传感器值对应不同的抬升高度，具体可通过程序查表获得。镜头离地高度为抬升高度和爬行器轮径之和。爬行器镜头旋转角包括水平旋转角和垂直旋转角，可通过水平无线旋转电位器和垂直无线旋转电位器获得。

管道坡度曲线绘制模块，用来根据爬行器俯仰角数据绘制曲线，所绘制曲线能大致模拟管道内部情况，根据此曲线能够得出管道的坡度情况、管底淤积情况等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.便携式管道检测控制器，其特征在于，包括：电源模块、显示模块、工控机、单片机、GPS模块、爬行器遥控模块以及电平信号转换芯片；电源模块输出端与显示模块、工控机电连接；工控机还分别与显示模块、单片机信号连接；单片机还分别与爬行器遥控模块、GPS模块、电平信号转换芯片、编码器接口、视频接口信号连接；其中：

工控机进一步包括CPU、固态硬盘、内存、视频图像采集卡和视频检测判读模块，固体硬盘、内存和视频图像采集模块均与CPU信号连接；

视频检测判读模块进一步包括视频图像编辑模块、爬行器状态检测模块和管道坡度曲线绘制模块，图像编辑模块用来基于用户指令对采集的视频图像进行处理，爬行器状态检测模块用来采集爬行器状态值，管道坡度曲线绘制模块用来根据爬行器俯仰角绘制管道坡度曲线。

2.如权利要求1所述的便携式管道检测控制器，其特征在于：所述的工控机与显示模块通过USB接口和LVDS接口相连。

3.如权利要求1所述的便携式管道检测控制器，其特征在于：所述的工控机与单片机通过RS232通信模块。

4.如权利要求1所述的便携式管道检测控制器，其特征在于：所述的爬行器遥控模块进一步包括电位器、摇杆和按键。

5.如权利要求1所述的便携式管道检测控制器，其特征在于：所述的爬行器状态值包括爬行器气压、爬行器倾角、爬行器抬升高度、爬行器轮径、爬行器镜头离地高度和爬行器镜头旋转角，爬行器气压、爬行器倾角、爬行器抬升高度分别通过设于爬行器内部的气压传感器、倾角传感器、抬升电位器获得，爬行器镜头离地高度为爬行器抬升高度和爬行器轮径之和，爬行器镜头旋转角通过设于爬行器镜头的无线旋转电位器获得。