CN110375205A - 一种管道结构状况的快速检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种管道结构状况的快速检测装置和方法，所述检测装置包括控制模块、影像拼接系统、地面站和可在管道内行进的检测车；所述检测车的车头外设有竖向环绕车头设置的侧向摄像组件；所述地面站设于管道外且以电缆与检测车相连；当对管道结构进行检测时，管道内的检测车在行进过程中按预设频次以侧向摄像组件拍照以获取连续的管道侧壁照片，所述影像拼接系统对管道侧壁照片进行拼接以生成管道评估照片；本发明能以在管道内行进的检测车通过管道内窥侧向多镜头拍摄生成无死角的管道内结构状况照片，从而让管道结构状况检测更为准确。

Description

一种管道结构状况的快速检测装置和方法
技术领域
本发明涉及管道维护技术领域，尤其是一种管道结构状况的快速检测装置和方法。
背景技术
排水管道是城市的重要基础设施，由于城镇地下排水管网陈旧老化、加之维护不到位，常常无法满足排水要求。为确保排水管道通畅，及时发现排水隐患并防止管道泄漏污染，应定期对排水管道的缺陷如破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀、障碍物、树根等进行检查和评估，为排水管道的维护提供可靠的技术依据。
目前排水管道的检测主要采用的是CCTV摄像检测设备。这种设备一般由控制器、电缆及电缆盘、爬行器和摄像头组成。控制器通过电缆及电缆盘与爬行器连接，爬行器挂载摄像头。控制器在控制爬行器沿管道行进的同时，控制摄像头的旋转和摆动，从而实现对排水管道的电视检测。
CCTV摄像检测设备不足：1、检测的速度慢，人工判断有缺陷时，控制摄像头旋转对有缺陷的地方进行拍照；2、检测是采用CCTV摄像的方式，采集的信息量大但不直观；3、因为是摄像资料，后期人工处理及评估的工作量很大；4、不能构建全管道的影像图；5、采集的信息不完整，不能全面检测到所有缺陷的信息。
发明内容
本发明提出一种管道结构状况的快速检测装置和方法，能以在管道内行进的检测车通过管道内窥侧向多镜头拍摄生成无死角的管道内结构状况照片，从而让管道结构状况检测更为准确。
本发明采用以下技术方案。
一种管道结构状况的快速检测装置，所述检测装置包括控制模块（1）、影像拼接系统、地面站和可在管道（100）内行进的检测车（4）；所述检测车的车头外设有竖向环绕车头设置的侧向摄像组件；所述地面站设于管道外且以电缆（3）与检测车相连；当对管道结构进行检测时，管道内的检测车在行进过程中按预设频次以侧向摄像组件拍照以获取连续的管道侧壁照片，所述影像拼接系统对管道侧壁照片进行拼接以生成管道评估照片。
当对管道结构进行检测时，所述侧向摄像组件拍照获取的相邻的管道侧壁照片，其图像重叠度不低于30%。
所述地面站包括贮有电缆的电缆盘（2），所述电缆盘与检测车相连；所述电缆包括供电线缆和数据线缆。
所述侧向摄组包括竖向环绕车头设置的多个侧向拍照镜头（5）；所述侧向拍照镜头的数量不低于三个；所述车头处还设有拍摄方向朝向行进方向的正向摄像镜头（6）；所述检测车还包括传动机构箱（10）。
所述电缆盘包括升降架（8）、电缆计数器（9）。
所述侧向拍照镜头、正向摄像镜头均可自由调焦；所述车头处还设有光强可调的照明灯（200）。
所述电缆外皮处设有距离刻度标记。
所述地面站包括防爆系统、防水系统和电缆计数测量仪。
一种管道结构状况的快速检测方法，所述方法采用以上所述的快速检测装置，包括以下步骤；
A1、搜集资料，所述资料包括现有排水管线图、 管道的竣工图或施工图、 已有管道检测资料、评估资料；
A2、进行现场踏勘；现场踏勘包括下列内容；1、察看测区的地物、地貌、交通和管道分布情况；2、 开井目视或工具检查管道的水位、积泥情况；3、核对所搜集资料中的管位、管径、材质；4、对管道进行疏通、清洗，管道内壁无污泥覆盖；
A3、检测车先对看板图像拍摄以标识照片起始位；当检测车进入管道起始位置时，所述地面站将电缆计数测量仪归零；
A4、检测车进入管道，以侧向拍照镜头实施管道内窥侧向多镜头拍摄作业；在作业中，控制模块遥控控制检测车匀速行进，并按预设频次控制镜头自动连续拍摄，检测车行进速度在0.1m/s以下，以使管道侧壁照片的图像重叠度不低于30%；
A5、在步骤A4中，当每段管道的管道内窥侧向多镜头拍摄作业结束后，根据电缆外皮处的距离刻度标记计算电缆计数测量仪的修正值；
A6、影像拼接系统对管道侧壁照片进行拼接以生成长条的管道评估照片；
A7、根据管道评估照片对管道状况进行评估。
所述长条的管道评估照片，其长边处的长度与电缆计数测量仪在步骤A4中统计的电缆放线长度之间按严格比例匹配，其宽度与管道的实际周长之间按严格比例匹配。
本发明的优点在于：本装置是通过控制器自动连续拍摄，不需要发现管道缺陷再临时进行拍摄，减少人为的因素，检测速度快。
本发明增加了影像拼接系统，能实现多个镜头照片依据影像拼接系统进行自动拼接和生成平面展开图，侧重于构建全管道的平面展开影像图，直观性强，可以快速标识管道的缺陷和类型。
本发明能构建全管道的平面展开影像图，直观性强，可以快速标识管道的缺陷和类型，从而降低了管道内部信息获得的难度、人员安全的风险，能为排水管道建设、管理、维护、运行提供决策依据。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2是本发明的检测车的示意图；
附图3是检测车的另一示意图；
图中：1-控制模块；2-电缆盘；3-电缆；4-检测车；5-侧向拍照镜头；6-正向摄像镜头；8-升降架；9-电缆计数器；10-传动机构箱；100-管道；200-照明灯。
具体实施方式
如图1-3所示，一种管道结构状况的快速检测装置，所述检测装置包括控制模块1、影像拼接系统、地面站和可在管道100内行进的检测车4；所述检测车的车头外设有竖向环绕车头设置的侧向摄像组件；所述地面站设于管道外且以电缆3与检测车相连；当对管道结构进行检测时，管道内的检测车在行进过程中按预设频次以侧向摄像组件拍照以获取连续的管道侧壁照片，所述影像拼接系统对管道侧壁照片进行拼接以生成管道评估照片。
当对管道结构进行检测时，所述侧向摄像组件拍照获取的相邻的管道侧壁照片，其图像重叠度不低于30%。
所述地面站包括贮有电缆的电缆盘2，所述电缆盘与检测车相连；所述电缆包括供电线缆和数据线缆。
所述侧向摄组包括竖向环绕车头设置的多个侧向拍照镜头5；所述侧向拍照镜头的数量不低于三个；所述车头处还设有拍摄方向朝向行进方向的正向摄像镜头6；所述检测车还包括传动机构箱10。
所述电缆盘包括升降架8、电缆计数器9。
所述侧向拍照镜头、正向摄像镜头均可自由调焦；所述车头处还设有光强可调的照明灯200。
所述电缆外皮处设有距离刻度标记。
所述地面站包括防爆系统、防水系统和电缆计数测量仪。
一种管道结构状况的快速检测方法，所述方法采用以上所述的快速检测装置，包括以下步骤；
A1、搜集资料，所述资料包括现有排水管线图、 管道的竣工图或施工图、 已有管道检测资料、评估资料；
A2、进行现场踏勘；现场踏勘包括下列内容；1、察看测区的地物、地貌、交通和管道分布情况；2、 开井目视或工具检查管道的水位、积泥情况；3、核对所搜集资料中的管位、管径、材质；4、对管道进行疏通、清洗，管道内壁无污泥覆盖；
A3、检测车先对看板图像拍摄以标识照片起始位；当检测车进入管道起始位置时，所述地面站将电缆计数测量仪归零；
A4、检测车进入管道，以侧向拍照镜头实施管道内窥侧向多镜头拍摄作业；在作业中，控制模块遥控控制检测车匀速行进，并按预设频次控制镜头自动连续拍摄，检测车行进速度在0.1m/s以下，以使管道侧壁照片的图像重叠度不低于30%；
A5、在步骤A4中，当每段管道的管道内窥侧向多镜头拍摄作业结束后，根据电缆外皮处的距离刻度标记计算电缆计数测量仪的修正值；
A6、影像拼接系统对管道侧壁照片进行拼接以生成长条的管道评估照片；
A7、根据管道评估照片对管道状况进行评估。
所述长条的管道评估照片，其长边处的长度与电缆计数测量仪在步骤A4中统计的电缆放线长度之间按严格比例匹配，其宽度与管道的实际周长之间按严格比例匹配。
实施例：
使用人员把检测车放入管道，检测车在行进过程以侧向拍照镜头对管壁进行拍照，使用人员通过正向摄像镜头观察车前方的管道状况以遥控检测车安全行进。
当获取完整的管道评估照片后，可根据照片中的问题点所在位置与电缆放线长度之间的比例，准确地定位管道中有问题的部位。
优选地，本例中，控制模块也设有拍照装置和摄像装置，使用者在踏勘时可采用控制模块的拍照装置和摄像装置对现场影像进行记录。

Claims (10)

1.一种管道结构状况的快速检测装置，其特征在于：所述检测装置包括控制模块（1）、影像拼接系统、地面站和可在管道内行进的检测车（4）；所述检测车的车头外设有竖向环绕车头设置的侧向摄像组件；所述地面站设于管道外且以电缆（3）与检测车相连；当对管道结构进行检测时，管道内的检测车在行进过程中按预设频次以侧向摄像组件拍照以获取连续的管道侧壁照片，所述影像拼接系统对管道侧壁照片进行拼接以生成管道评估照片。
2.根据权利要求1所述的一种管道结构状况的快速检测装置，其特征在于：当对管道结构进行检测时，所述侧向摄像组件拍照获取的相邻的管道侧壁照片，其图像重叠度不低于30%。
3.根据权利要求1所述的一种管道结构状况的快速检测装置，其特征在于：所述地面站包括贮有电缆的电缆盘（2），所述电缆盘与检测车相连；所述电缆包括供电线缆和数据线缆。
4.根据权利要求3所述的一种管道结构状况的快速检测装置，其特征在于：所述侧向摄组包括竖向环绕车头设置的多个侧向拍照镜头（5）；所述侧向拍照镜头的数量不低于三个；所述车头处还设有拍摄方向朝向行进方向的正向摄像镜头（6）；所述检测车还包括传动机构箱（10）。
5.根据权利要求4所述的一种管道结构状况的快速检测装置，其特征在于：所述电缆盘包括升降架（8）、电缆计数器（9）。
6.根据权利要求4所述的一种管道结构状况的快速检测装置，其特征在于：所述侧向拍照镜头、正向摄像镜头均可自由调焦；所述车头处还设有光强可调的照明灯。
7.根据权利要求6所述的一种管道结构状况的快速检测装置，其特征在于：所述电缆外皮处设有距离刻度标记。
8.根据权利要求7所述的一种管道结构状况的快速检测装置，其特征在于：所述地面站包括防爆系统、防水系统和电缆计数测量仪。
9.一种管道结构状况的快速检测方法，其特征在于：所述方法采用权利要求8所述的快速检测装置，包括以下步骤；
A1、搜集资料，所述资料包括现有排水管线图、 管道的竣工图或施工图、 已有管道检测资料、评估资料；
A2、进行现场踏勘；现场踏勘包括下列内容；1、察看测区的地物、地貌、交通和管道分布情况；2、 开井目视或工具检查管道的水位、积泥情况；3、核对所搜集资料中的管位、管径、材质；4、对管道进行疏通、清洗，管道内壁无污泥覆盖；
A3、检测车先对看板图像拍摄以标识照片起始位；当检测车进入管道起始位置时，所述地面站将电缆计数测量仪归零；
A4、检测车进入管道，以侧向拍照镜头实施管道内窥侧向多镜头拍摄作业；在作业中，控制模块遥控控制检测车匀速行进，并按预设频次控制镜头自动连续拍摄，检测车行进速度在0.1m/s以下，以使管道侧壁照片的图像重叠度不低于30%；
A5、在步骤A4中，当每段管道的管道内窥侧向多镜头拍摄作业结束后，根据电缆外皮处的距离刻度标记计算电缆计数测量仪的修正值；
A6、影像拼接系统对管道侧壁照片进行拼接以生成长条的管道评估照片；
A7、根据管道评估照片对管道状况进行评估。
10.根据权利要求9所述的一种管道结构状况的快速检测方法，其特征在于：所述长条的管道评估照片，其长边处的长度与电缆计数测量仪在步骤A4中统计的电缆放线长度之间按严格比例匹配，其宽度与管道的实际周长之间按严格比例匹配。
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