CN112460376A - 高水位排水管网缺陷定位系统及方法 - Google Patents

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高磊
仝晓辉
汪银龙
刘晓宁
金莉萍
付斌
张永宜
王芳
王天伟
谭诚
雷永强
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Shanghai Charpie Intelligent Technology Co ltd
Xi'an Zhongjiao Environmental Engineering Co ltd
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Shanghai Charpie Intelligent Technology Co ltd
Xi'an Zhongjiao Environmental Engineering Co ltd
CCCC First Highway Consultants Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种高水位排水管网缺陷定位系统及方法，包括：水下机器人和多普勒流速仪；所述多普勒流速仪安装在所述水下机器人上，所述多普勒流速仪的信号线与所述水下机器人的控制系统电连接，所述水下机器人通过线缆与水面控制台电连接，所述水面控制台对所述多普勒流速仪和所述水下机器人检测到的数据进行处理得到轨迹图，从而定位缺陷位置。本发明通过ROV搭载的罗盘传感器、加速度传感器和多普勒流速仪回传数据，软件算法计算生成轨迹距离图，解决了ROV在管道内较难定位，确定缺陷位置精确信息的问题。

Description

高水位排水管网缺陷定位系统及方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体地，涉及一种高水位排水管网缺陷定位系统及方法。
背景技术
随着对管道安全运营生产的不断重视，管道内部缺陷检测的重要性日益突出。管道内部缺陷定位是管道内部缺陷检测的重要组成部分，能够提供管道内部缺陷的具体位置信息，方便管道进行及时有效的维护。
专利文献CN110852318A公开了一种排水管道缺陷精准定位方法及系统传统管道定位是通过获取CCTV的视频信息，基于YOLOv3的检测模型对检测视频进行缺陷检测，根据缺陷检测结果以及距离的文本信息确定缺陷个数及位置，此方法基于CCTV的检测结果，需要在无水或者极低水位下进行，检测定位时需要进行管道封堵抽水操作，成本大且总工时较长。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高水位排水管网缺陷定位系统及方法。
根据本发明提供的一种高水位排水管网缺陷定位系统，包括：水下机器人和多普勒流速仪；
所述多普勒流速仪安装在所述水下机器人上，所述多普勒流速仪的信号线与所述水下机器人的控制系统电连接，所述水下机器人通过线缆与水面控制台电连接，所述水面控制台对所述多普勒流速仪和所述水下机器人检测到的数据进行处理得到轨迹图，从而定位缺陷位置。
优选地，所述多普勒流速仪安装在所述水下机器人的下方。
优选地，所述线缆包括脐带缆。
优选地，所述线缆设置于缆盘上。
优选地，所述信号线经过防水处理。
根据本发明提供的一种高水位排水管网缺陷定位方法，采用上述的高水位排水管网缺陷定位系统，控制所述水下机器人进入管道口并作业，水面控制台对所述多普勒流速仪和所述水下机器人检测到的数据进行处理得到轨迹图，从而定位缺陷位置。
优选地，在监测前还包括对监测环境进行确认，在监测环境满足作业条件时再进行监测。
优选地，在监测前还包括对所述水下机器人进行水面检测。
优选地，所述监测点的数量为一个或多个。
优选地，对监测结束后的所述水下机器人进行回收和清洗保养。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
通过ROV搭载的罗盘传感器、加速度传感器和多普勒流速仪回传数据，软件算法计算生成轨迹距离图，解决了ROV在管道内较难定位，确定缺陷位置精确信息的问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的系统总体连接图；
图2为本发明的电路结构图；
图3为本发明的定位流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供的一种高水位排水管网缺陷定位系统，包括：水下机器人(ROV)、多普勒流速仪和摄像头(摄像头通常为水下机器人内部已集成的结构)。水下机器人中集成有罗盘传感器和加速度传感器。
多普勒流速仪和摄像头安装在水下机器人上，两者的信号线需要足够长，并通过防水处理后与水下机器人的控制系统电连接。水下机器人通过线缆与水面控制台电连接，水面控制台对多普勒流速仪和水下机器人检测到的数据进行处理生成轨迹图，计算的积分公式包括：
s＝∫vdt＝∫(at+v0)dt
其中，s为前进距离，v为流速，a为加速度，t为水下机器人作业时间，再结合罗盘传感器方向数据生成水下机器人实时轨迹图。
在本实施例中，多普勒流速仪安装在水下机器人的下方，所采用的线缆包括脐带缆，所述其带来设置于缆盘上。如图2所示，水下机器人主要包括控制器(树莓派)、飞控和摄像头。多普勒流速仪的信号线接入水下机器人的控制系统，通过脐带缆将数据传输至水面控制台，脐带缆在末端经过转换为USB后连接至所述水面控制台。
如图3所示，根据本实施例提供的一种高水位排水管网缺陷定位方法，采用上述的高水位排水管网缺陷定位系统。
执行包括：在监测前还包括对监测环境进行确认，在监测环境满足作业条件时再进行监测，包括确认所检测管道直径，水位等信息。
在监测前还包括对水下机器人进行水面检测。将水下机器人从地面可见的检查井进行布放。根据水下机器人自带的摄像头进行视觉观察并手动控制水下机器人找到管道口，进入管道进行作业并回传数据。通过使用摄像头所采集的视觉图像判断缺陷并记录发现缺陷的时间，以便后续进行缺陷位置的判别。缺陷一般为破损或断裂。
水面控制台对多普勒流速仪回传的数据根据时间进行上述积分，并综合水下机器人检测到的数据进行处理生成轨迹图，并确认管道缺陷位置信息。对监测结束后的水下机器人进行回收和清洗保养。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种高水位排水管网缺陷定位系统，其特征在于，包括：水下机器人和多普勒流速仪；
所述多普勒流速仪安装在所述水下机器人上，所述多普勒流速仪的信号线与所述水下机器人的控制系统电连接，所述水下机器人通过线缆与水面控制台电连接，所述水面控制台对所述多普勒流速仪和所述水下机器人检测到的数据进行处理得到轨迹图，从而定位缺陷位置。
2.根据权利要求1所述的高水位排水管网缺陷定位系统，其特征在于，所述多普勒流速仪安装在所述水下机器人的下方。
3.根据权利要求1所述的高水位排水管网缺陷定位系统，其特征在于，所述线缆包括脐带缆。
4.根据权利要求1所述的高水位排水管网缺陷定位系统，其特征在于，所述线缆设置于缆盘上。
5.根据权利要求1所述的高水位排水管网缺陷定位系统，其特征在于，所述信号线经过防水处理。
6.一种高水位排水管网缺陷定位方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的高水位排水管网缺陷定位系统，控制所述水下机器人进入管道口并作业，水面控制台对所述多普勒流速仪和所述水下机器人检测到的数据进行处理得到轨迹图，从而定位缺陷位置。
7.根据权利要求6所述的高水位排水管网缺陷定位方法，其特征在于，在监测前还包括对监测环境进行确认，在监测环境满足作业条件时再进行监测。
8.根据权利要求6所述的高水位排水管网缺陷定位方法，其特征在于，在监测前还包括对所述水下机器人进行水面检测。
9.根据权利要求6所述的高水位排水管网缺陷定位方法，其特征在于，所述监测点的数量为一个或多个。
10.根据权利要求6所述的高水位排水管网缺陷定位方法，其特征在于，对监测结束后的所述水下机器人进行回收和清洗保养。
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