CN112734685B - 一种管道焊缝信息识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道焊缝信息识别方法，属于管道焊缝交点识别领域技术领域。包括：根据待检测管道的检测数据绘制体现环焊缝和组成螺旋焊缝的多个螺旋焊缝段在待检测管道上的位置的波形图；将波形图转化为灰度图像；将灰度图像转化为二值图像；在二值图像中检测出多个线段，分别连接位于同一直线的多个线段形成多个焊缝线段；根据每个焊缝线段的直线方程，从多个焊缝线段中确定其属于环焊缝或属于螺旋焊缝段的焊缝线段；根据环焊缝的直线方程和螺旋焊缝段的直线方程，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点；根据交点，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位。通过本发明的管道焊缝信息识别方法，能够准确的识别检测信号中的焊缝和焊缝交点。

Description

一种管道焊缝信息识别方法
技术领域
本发明涉及管道检测技术领域，尤其涉及一种管道焊缝信息识别方法。
背景技术
管道运输广泛应用于对石油、天然气等流体进行运输，通过长距离埋在地下的运输管道将油气产品从油气生产区输送到油气消费区，实际油气能源的长距离调配，然而，打孔盗油风险也与日俱增，在长距离埋地汽油管道上打钻连通运输管道内部的盗油孔或者盗气孔进行盗油、盗气，不仅会造成经济损失，还会导致油、气泄露现象的出现，且一旦发生油气泄漏会带来不可估量的损失，由此需要定期对运输管道进行检测以打击盗油分子，排查运输管道上已形成的盗油孔或盗气孔，对运输管道进行维护。
而现有技术中较为有效的发现盗油支管的检测方式是管道内检测技术，通过在输油管内放入内检测器，内检测器在管道内沿管道移动，对管道内部进行检测以输出电压信号。检测人员在屏幕上播放内检测器在管道内移动过程检测出电压信号波形，检测人员长时间注视屏幕上移动的体现环焊缝的电压信号波形，电压信号波形呈锯齿状增大则为两个管节之间的环焊缝，再根据识别出的环焊缝的数量确定管节数量以及管节的长度。检测人员基于检测出的环焊缝、管节数量和管节长度等信息确定盗油支管位置，然后在该位置处开挖，取出盗油支管。
然而，目前由于需要检测人员长时间注视屏幕上移动的电压信号，容易造成疲劳，从而容易受疲劳、注意力不集中等因素影响，容易出现焊缝漏识别、错误识别的情况发生。
发明内容
本发明提供一种能够准确的识别检测数据中的焊缝和焊缝交点信息的管道焊缝信息识别方法，以确认检测获得的焊缝交点与实际焊缝交点是否一致，进一步确定开挖位置对应的管节是否为盗油支管所在的管节，实现辅助管道开挖。
所述技术方案如下：
一方面，本申请提供了一种管道焊缝信息识别方法，包括：
根据待检测管道的检测数据绘制波形图，所述待检测管道由多根螺旋钢管焊接而成并在两根螺旋钢管连接处形成环焊缝，螺旋钢管的内壁包括从所述螺旋钢管的一端延伸到另一端的螺旋焊缝，所述检测数据是管道内检测器在所述待检测管道内移动时检测得到的数据，所述波形图体现所述环焊缝和组成所述螺旋焊缝的多个螺旋焊缝段在所述待检测管道上的位置；
将所述波形图转化为灰度图像；
将所述灰度图像转化为二值图像，所述二值图像包括多个线段；
在所述二值图像中检测出多个线段，分别连接位于同一直线的多个线段形成多个焊缝线段；
根据每个焊缝线段的直线方程，从所述多个焊缝线段中确定其属于所述环焊缝或属于所述螺旋焊缝段的焊缝线段；
根据所述环焊缝的直线方程和所述螺旋焊缝段的直线方程，获得所述环焊缝与所述螺旋焊缝的交点；
根据所述交点，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位。
本发明的有益效果是：通过本发明的管道焊缝信息识别方法，先对记录有管道焊缝信息的检测数据进行解析，并根据待检测管道的检测数据绘制波形图，通过所述波形图体现所述环焊缝和组成所述螺旋焊缝的多个螺旋焊缝段在所述待检测管道上的位置；将所述波形图转化为灰度图像，并将所述灰度图像转化为二值图像，在二值图像中，只有两级灰度等级，每个像素不是黑就是白，其中间没有其它过渡灰度值，便于区分出焊缝对应的检测数值；而在所述二值图像中检测出多个线段，并分别连接位于同一直线的多个线段形成多个焊缝线段，相当于将同一焊缝的多个焊缝点连接在一起形成一段焊缝段，由此，当检测数据存在部分缺失时，也能准确对焊缝进行识别，对检测数据的质量要求较小。而且，根据每个焊缝线段的直线方程，可以从所述多个焊缝线段中确定其属于所述环焊缝或属于所述螺旋焊缝段的焊缝线段。另外，根据所述环焊缝的直线方程和所述螺旋焊缝段的直线方程，获得所述环焊缝与所述螺旋焊缝的交点；再根据所述交点，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位，从而可以对焊缝交点进行准确定位；由此，通过本发明的管道焊缝信息识别方法，对检测数据的质量要求较小，且可以准确的识别环焊缝和螺旋焊缝，并获得环焊缝与螺旋焊缝的焊缝交点的时钟方位，便于将检测获得的焊缝交点与管道实地开挖的实际焊缝交点比对，确认检测获得的焊缝交点与实际焊缝交点是否一致，以确定开挖位置对应的管节是否为盗油支管所在的管节，实现辅助管道开挖。
另外，在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进，还可以具有如下附加技术特征。
根据本发明的一个实施例，根据所述检测数据绘制波形图具体为：解析由多个等距间隔设置在管道内检测器周向同一平面上的永磁扰动传感器检测所述管道焊缝的检测数据，将每个永磁扰动传感器依次在采集点采集到的检测数值用线性方法归一化到区间[I，J]，以采集点的采集序号为横坐标，依次将归一化到区间[I，J]的检测数值加上偏移值作为对应采集点在波形图像上的纵坐标，在同一平面直角坐标系中绘制检测数据波形图。通过将每个永磁扰动传感器依次在采集点采集到的检测数值用线性方法归一化到区间[I，J]，可以简化计算，缩小量值，便于在同一平面直角坐标系中绘制检测数据波形图。
根据本发明的一个实施例，分别依次对1～N永磁扰动传感器进行编号为i,N为正整数且对应永磁扰动传感器的个数，第i个永磁扰动传感器的纵坐标的偏移值为(i-1)*M,其中，M为沿纵坐标的偏移基数。通过将多个永磁扰动传感器的检测数值沿纵坐标的进行偏移，实现将多个永磁扰动传感器的检测数值体现在同一平面直角坐标系的波形图中。
根据本发明的一个实施例，所述波形图转化为灰度图像具体包括：
分别计算第i个永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值超出其检测数值的平均值的比例P，计算公式为：其中，f(xi)为对应的永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值，/>为第i个永磁扰动传感器采集的检测数值的平均值；
计算转化成灰度图像的灰度值，计算公式为：
其中,Q为灰度基准,所述灰度基准为灰度图中设置的灰度等级加减的基准，所述比例P为第i个永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值超出其检测数值的平均值的比例。
根据本发明的一个实施例，检测二值图像中的直线段具体为：通过霍夫变换检测所述二值图像中的焊缝线段。通过采用霍夫变换检测二值图像中的直线，便于从二值图像中检测到直线或直线段。
根据本发明的一个实施例，获得环焊缝的焊缝线段与螺旋焊缝段的焊缝线段的交点具体为：
根据所述环焊缝和所述螺旋焊缝段的直线方程，计算环焊缝的焊缝线段与螺旋焊缝的焊缝线段的交点，通过环焊缝的直线方程确定交点的横坐标X，并计算二值图像中与环焊缝的焊缝线段相交的螺旋焊缝段的焊缝线段在所述横坐标X上对应的纵坐标Y，获得交点坐标(X，Y)。
根据本发明的一个实施例，所述获得环焊缝与螺旋焊缝的焊缝交点的时钟方位具体为：根据环焊缝的焊缝线段与螺旋焊缝段的焊缝线段的交点，确定交点的横坐标位置在对应的采集点时12点钟方位的永磁扰动传感器N1，根据交点的纵坐标确定交点对应的永磁扰动传感器N2，相对所述永磁扰动传感器N1进行计算得出环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位。
根据本发明的一个实施例，在根据所述检测数据的检测数值绘制波形图之后，且在将所述波形图转化为灰度图像之前，还对所述灰度图进行插值处理，使灰度图像的分辨率提高。
根据本发明的一个实施例，在将所述灰度图像转化为二值图像之后，且在获得合并直线段之前，还对所述二值图像进行膨胀处理。
通过对二值图像进行膨胀处理，实际对二值图像的边缘添加像素值，使得整体的像素扩张，进而。达到图像的膨胀效果，增加二值图像的显示效果
根据本发明的一个实施例，使用3×3十字形结构元素对所述二值图像进行膨胀处理；便于达到图像的膨胀效果，增加二值图像的显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例的管道焊缝信息识别方法的流程图；
图2为本发明实施例中的焊缝检测电压信号的波形图；
图3为对图2进行灰度显示形成的灰度图；
图4为对图3进行插值后得到的灰度图；
图5为对图4进行边缘检测后得到的二值图像；
图6为对图5进行膨胀处理后得到的灰度图；
图7为本发明实施例中的焊缝检测数据中的环焊缝与螺旋焊缝的识别示意图；
图8为本发明实施例中的焊缝检测数据中的环焊缝与螺旋焊缝的焊缝交点的示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、螺旋焊缝直线一，2、螺旋焊缝直线二，3、螺旋焊缝直线三，4、螺旋焊缝直线四，5、环焊缝直线一，10、直线段一，20、直线段二，21、直线段三，22、直线段四，30、直线段五，31、直线段六，32、直线段七，33、直线段八，34、直线段九，35、直线段十，36、直线段十一，37、直线段十二，40、直线段十三，41、直线段十四，42、直线段十五，43、直线段十六，44、直线段十七，45、直线段十八，50、直线段十九。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本公开实施例提供的一种管道焊缝信息识别方法，如图1所示，根据待检测管道的检测数据绘制波形图，待检测管道由多根螺旋钢管焊接而成并在两根螺旋钢管连接处形成环焊缝，螺旋钢管的内壁包括从螺旋钢管的一端延伸到另一端的螺旋焊缝，检测数据是管道内检测器在待检测管道内移动时检测得到的数据，波形图体现环焊缝和组成螺旋焊缝的多个螺旋焊缝段在待检测管道上的位置；将波形图转化为灰度图像；将灰度图像转化为二值图像，二值图像包括多个线段；在二值图像中检测出多个线段，分别连接位于同一直线的多个线段形成多个焊缝线段；根据每个焊缝线段的直线方程，从多个焊缝线段中确定其属于环焊缝或属于螺旋焊缝段的焊缝线段；根据环焊缝的直线方程和螺旋焊缝段的直线方程，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点；根据交点，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位。
对于本公开实施例中的检测数据，其获得的方式有多种，本公开实施例中，采用的是永磁扰动检测方法，永磁扰动检测方法建立在磁相互作用场发生突变时有磁扰动现象发生的基础上，其检测原理是将永磁体作用磁源靠近运输管道，与运输管道表面构成相互磁作用场，形成具有一定稳态的磁能场。当该运输管道表面发生不连续性突变时，构建的整个相互磁作用场会产生磁扰动，这一磁扰动会反馈到磁源永磁体，采用穿过式线圈环绕在永磁体上捕获永磁体的磁扰动变化，并转换成相应电压变化，通过对电压信号的识别就可以获得运输管道表面上与之对应的不连续性信息所在，即对电压信号的识别就可以获得运输管道表面上的环焊缝和螺旋焊缝情况。
本公开实施例中的焊缝的检测数据通过管道内壁检测器检测获得，检测器包括圆筒状舱体，圆筒状舱体的周向固定间隔设有56个永磁扰动传感器，永磁扰动传感器包括永磁铁、设置在永磁铁和管道内壁之间的4个感应线圈，感应线圈沿管道轴向设置，通过将该检测器置于运输管道中，使得检测器随运输管道中的油气一起输送，在检测器随油气输送的过程中，永磁扰动传感器的永磁铁磁化运输管道的内壁；被磁化的管道内壁产生感应磁场，该感应磁场的磁感线穿过永磁扰动传感器中的感应线圈。当感应磁场的强度发生变化时，感应线圈产生电流，使得感应线圈两端的电压信号发生变化，根据电压信号的变化即可得到管道内壁面的情况。
另外，本公开实施例中的管道内壁检测器在舱体中还设置有数据采集器，数据采集器与永磁扰动传感器电连接，用于接收并存储检测信息；通过数据采集器接收并存储永磁扰动传感器中感应线圈两端的电压信号，当管道内壁检测器通过管道内壁较为平整的管道段时，感应线圈两端的电压信号不会产生明显的变化；当管道内壁检测器通过环焊缝、螺旋焊缝时，管道内壁的感应磁场的磁场强度发生明显改变，感应线圈两端的电压产生明显变化，即实际对管道上的环焊缝和螺旋焊缝情况进行采集。另外，本公开实施例中的管道内壁检测器在管道内油气流作用下被送入管道内，之后随管道中油气流一起输送，完成对管道全线的检测；在检测的过程中，管道内壁检测器的轴线与管道轴向重合，使得金属缺失传感器中的永磁铁对管道内壁进行均匀磁化。
本公开实施例中的数据采集器采样间隔为0.825mm，即第间隔0.825mm为一个采集点，采集到的原始数据为二进制格式，每个采集点采集的电压信号的数值用范围为0～16384。
公开实施例中的管道内壁检测器还包括固定在舱体外部的位置监测组件，位置监测组件用于获得管道内壁检测器的位置信息，且位置监测组件与数据采集器电连接，数据采集器还用于接收并存储位置信息。本公开实施例中的位置监测组件包括里程计，里程计的一端固定在安装板上，里程计的另一端设置有里程轮，在检测器输送过程中，通过里程轮的滚动圈数实际对管道内壁检测器行进里程数的计量。另外，管道内壁检测器的采集数据具体包括里程、时间、加速度、永磁扰动传感器的检测数据等。
本公开实施例中，根据检测数据绘制波形图具体为：解析由多个等距间隔设置在管道内检测器周向同一平面上的永磁扰动传感器检测管道焊缝的检测数据，将每个永磁扰动传感器依次在采集点采集到的检测数值用线性方法归一化到区间[I，J]，以采集点的采集序号为横坐标，依次将归一化到区间[I，J]的检测数值加上偏移值作为对应采集点在波形图像上的纵坐标，在同一平面直角坐标系中绘制检测数据波形图。本公开实施例通过将每个永磁扰动传感器依次在采集点采集到的检测数值用线性方法归一化到区间[I，J]，可以简化计算，缩小量值，便于在同一平面直角坐标系中绘制检测数据波形图。
本公开实施例中，分别依次对1～N永磁扰动传感器进行编号为i,N为正整数且对应永磁扰动传感器的个数，第i个永磁扰动传感器的纵坐标的偏移值为(i-1)*M,其中，M为沿纵坐标的偏移基数。本公开实施例通过将多个永磁扰动传感器的检测数值沿纵坐标的进行偏移，实现将多个永磁扰动传感器的检测数值体现在同一平面直角坐标系的波形图中。
本公开实施例具体通过将每个永磁扰动传感器依次在采集点采集到的检测数值用线性方法归一化到区间[0，1000]。本公开实施例中的检测数据包含由56个永磁扰动检测通道进行数据采集获得的检测数据；将每个永磁扰动传感器依次在采集点采集到的检测数值用线性方法归一化到区间[0，1000]，将M取值为1000。在每个采集点采集到的电压信号的数值范围为0～16384，实质上在每个采集点采集到的数值为矩阵数据，包括对应的采集点信息和该采集点的电压信号的数值，用无符号数值即将电压信号的数值范围为0～16384归一化到区间[0，1000]，以编号为1永磁扰动传感器为例，例如其在第200个采集点采集到的数值为15000，归一化后的数值为约为916，编号为1的永磁扰动传感器的偏移值为(1-1)*1000＝0，编号为1的永磁扰动传感器的在采集点的检测数值归一化后的纵坐标值916；再以编号为55的永磁扰动传感器为例，例如其在第300个采集点采集到的数值为1200，归一化后的数值为约为73，编号为55的永磁扰动传感器的偏移值为(55-1)*1000＝54000，编号为55的永磁扰动传感器的在该采集点纵坐标数值73+54000＝54073。具体的，本实施例中的检测数据具体为电压信号，将归一化后的电压信号转换为波形显示图像上对应点的纵坐标，以采集点的采集序号为横坐标，在matlab软件上绘图，根据归一化后的电压信号数值绘制波形图如图2所示。需要说明的是，图2所示是一根管道的部分的采集点的波形图，实现的波形图中含有更多的采集点，且在数据采集器采样间隔为0.825mm的情况下，本实施例的第N个检测点对应的检测里程为N*0.528，例如第1000个采集点对应的里程为1000*0.528＝528mm。另外，区间[I，J]还可以具有多种情况，例如[0，255]等等，具体区间可根据显示屏的显示窗口大小进行适应设置；本实施例的图2为56路检测探头的焊缝检测数据波形图。
本发明的一个实施例，波形图转化为灰度图像具体包括：分别计算第i个永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值超出其检测数值的平均值的比例P，计算公式为：其中，f(xi)为对应的永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值，/>为第i个永磁扰动传感器采集的检测数值的平均值；
计算转化成灰度图像的灰度值，计算公式为：
其中,Q为灰度基准,灰度基准为灰度图中设置的灰度等级加减的基准，比例P为第i个永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值超出其检测数值的平均值的比例。
本实施例将检测数值转换成灰度图像的灰度值，灰度值在0～255级灰度之间，另外，由于灰度值均为正整数，在计算灰度值时需要将计算结果的小数进行四舍五入处理；进一步的，本实施例以永磁扰动传感器对应的编号与其采集的检测数值转换成灰度图像的灰度值对应，即本公开实施例中的56个永磁扰动传感器对应56路换成灰度图像的灰度值，以本实施例通过对检测数据调整，可以优化灰度图显示效果，检测数据转换的灰度图如图3所示。
本公开实施例选取128为灰度基准，以编号为55的永磁扰动传感器为例，假设在第300个采集点采集到的数值为1200，归一化到区间[0，1000]后得到的值约为73，再假设编号为55的永磁扰动传感器采集到的检测数据归一化到[0，1000]后的平均值为600，则在第300个采集点，编号为55的永磁扰动传感器的检测数值转化成灰度图像的灰度值为：128-(255-128)×(73-600)/600≈240；再以编号为1永磁扰动传感器为例，例如其在第200个采集点采集到的数值为15000，归一化到区间[0，1000]后得到的值约为916，再假设编号为1的永磁扰动传感器采集到的检测数据归一化到[0，1000]后的平均值为700，则在第200个采集点，编号为1的永磁扰动传感器的检测数值转化成灰度图像的灰度值为：128-(255-128)×(916-700)/700≈89。
本发明的一个实施例，将灰度图像转化为二值图像具体为：对灰度图像进行边缘检测处理，得到二值图像。图像的边缘是指图像中周围像素灰度有阶跃变化或者屋顶变化的像素点，在本发明中焊缝处像素值与非焊缝位置像素值有较大差异，适合使用边缘检测提取图像中的焊缝边缘。本公开实施例采用Sobel算子进行边缘提取，通过边缘检测后获得的二值化图像如图5所示。
本发明的一个实施例，在根据检测数据的检测数值绘制波形图之后，且在将波形图转化为灰度图像之前，还对灰度图进行插值处理，使灰度图像的分辨率提高。具体的，由于本实施例中的内检测器永磁扰动传感器数量较少，管道周向分辨率较低，归一化后的检测数据直接转换为灰度图效果较差，本实施例使用线性插值法对灰度图进行插值，改善灰度图的显示效果。例如：灰度图第一路检测数据的序列为Y1＝f1(X)，第二路检测数据的序列为Y2＝f2(X)在两路检测数据中间插值N路，分别为Y11，Y12…Y1N,第i个插值路的计算公式为本公开实施例中对纵坐标轴方向进行线性插值，在原始检测数据转换的灰度图的纵坐标轴为56路，对应56个永磁扰动传感器，在每两行中间等距插入9路，插值完成后的灰度图像纵坐标轴共551路，扩展永磁扰动传感器的个数，本实施例通过插值后得到的灰度图效果如图4所示。
本发明的一个实施例，在将灰度图像转化为二值图像之后，且在获得合并直线段之前，还对二值图像进行膨胀处理。本公开实施例使用3×3十字形结构元素对二值图像进行膨胀处理，本实施例在matlab软件中对二值图像通过膨胀后的得到的灰度图如图6所示。通过对二值图像进行膨胀处理，实际对二值图像的边缘添加像素值，使得整体的像素扩张，进而。达到图像的膨胀效果，增加二值图像的显示效果，在不对对二值图像进行膨胀处理的情况下，对二值图像进行膨胀处理的灰度图的显示效果差一些。
本发明的一个实施例，检测二值图像中的直线段具体为：通过霍夫变换检测二值图像中的焊缝线段。本公开实施例中，如图7和图8所示，对二值图像进行霍夫变换，检测二值图像中的直线，检测到的直线段有直线段一至直线段十九，共检测到十九直线段，对应十九直线；其中，直线段一10也就是螺旋焊缝直线一1，直线段二20、直线段三21、直线段四22的斜率和截距均相同，合并形成螺旋焊缝直线二2，直线段五30、直线段六31、直线段七32、直线段八33、直线段九34、直线段十35、直线段十一36、直线段十二37的斜率和截距均相同，合并形成螺旋焊缝直线三3；另外，直线段十三40、直线段十四41、直线段十五42、直线段十六43、直线段十七44、直线段十八45的斜率和截距均相同，合并形成螺旋焊缝直线四4，而直线段十九50也就是环焊缝直线一5。
本发明的一个实施例，从多个焊缝线段中确定其属于环焊缝或属于螺旋焊缝段的焊缝线段具体为：根据霍夫变换得到直线两个端点坐标(x1，y1)和(x2，y2)；根据霍夫变换得到的直线两个端点坐标(x1，y1)和(x2，y2)的两个端点坐标，可计算出直线斜率若x1≈x2使得直线斜率无穷大，则直线确定为环焊缝对应的直线，即环焊缝直线方程，并得到环焊缝直线方程为y＝x1；否则将直线确定为螺旋焊缝对应的直线，即螺旋焊缝直线方程，并得出螺旋焊缝直线方程为/>本公开实施例中，如图8所示，共合并形成4条螺旋焊缝直线，分别为螺旋焊缝直线一1、螺旋焊缝直线二2、螺旋焊缝直线三3和螺旋焊缝直线四4，共合并形成1条环焊缝直线，即环焊缝直线一5。
本发明的一个实施例，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点具体为：使用环焊缝和螺旋焊缝的直线方程，计算体现环焊缝的直线方程与体现螺旋焊缝的直线方程的交点，通过体现环焊缝的直线方程确定交点的横坐标X，并计算二值图像中螺旋焊缝对应的直线在横坐标X上对应的纵坐标Y，获得交点坐标(X，Y)。
本公开实施例使用环焊缝和螺旋焊缝的直线方程计算焊缝位置，通过环焊缝里程信息确定横坐标位置X，计算螺旋焊缝确定的直线在环焊缝确定的横坐标X位置的纵坐标Y，从而得出焊缝交点坐标(X，Y)，如图8所示，焊缝交点包括焊缝交点A和焊缝交点B，焊缝交点A为管道的为上游焊缝，焊缝交点B为管道的为下游焊缝。
本发明的一个实施例，获得环焊缝与螺旋焊缝的焊缝交点的时钟方位具体为：根据获得的体现环焊缝的直线方程与体现螺旋焊缝的直线方程的交点，确定焊缝交点的横坐标位置在对应的采集点时12点钟方位的永磁扰动传感器N1，根据交点的纵坐标确定交点对应的采集检测数据的永磁扰动传感器N2，相对永磁扰动传感器N1进行计算得出焊缝交点所在的时钟方位。
具体的，本公开实施例中的内检测器共有56个永磁扰动传感器，每个数据采集点共检测到得到56路检测数据，56个永磁扰动传感器对应12个钟点方位，每个永磁扰动传感器对应的钟点方位为12*60*60/56≈771.4秒，而且在管道内检测器对管道进行检测的整个过程中，对于每个采集点，该采集点对应的位于12点钟方位的永磁扰动传感器是明确的。本实施例中，如图8所示，焊缝交点A对应的横坐标为950，即为第950个采集点，焊缝交点A对应插值后的第550个永磁扰动传感器，即对应实际中的第55个永磁扰动传感器，第55个永磁扰动传感器对应的时钟为771.4*55/(60*60)≈11.78时，即焊缝交点A的时钟方位为在11.78点的位置；焊缝交点B对应插值后的第230个永磁扰动传感器，即对应实际中的第23个永磁扰动传感器，第23个永磁扰动传感器对应的时钟为771.4*23/(60*60)≈4.92时，即焊缝交点A的时钟方位为在4.92点的位置。在本实施例中，每两根螺旋钢管的管节处焊接形成的环焊缝与两根螺旋钢管上的螺旋焊缝的交点有两个，从而可以获得两个交点的时钟方位，提验证的准确性。而在铺设管道的过程中，放入螺旋钢管是随机的，相邻的管节上的焊缝交点的时钟方位一致的概念很小。若盗油支管所在的里程存在相邻的两个管节的焊缝交点的时钟方位均相同，则需要再开挖在实地开挖处的管节的上一个管节或下一个管节，获得该上一个管节或下一个管节的时钟方位，以进一步与通过图像处理获得的对应的管节的交点时钟方位进行比对，以准确限定盜油支管所在的位置。
本公开实施例中，通过将检测数据中获得的焊缝信息，由于每个采集点之间间隔0.825mm,第950个采集点对应的检测里程为0.825*950＝783.75mm,由此，与施工资料中的焊缝信息比对,在施工资料中的找到从检测点到783.75mm的里程，根据施工资料中焊缝位置坐标信息在实地进行开挖；如果开挖后发现此处的上游焊缝交点的时钟方位在11.78点的位置，下游焊缝交点时钟方位在4.92点的位置，则可以证明开挖位置的实际焊缝交点的时钟方位与检测获得焊缝交点的时钟方位一致。当然，本实施例是假设上述焊缝交点A和焊缝交点B为盗油支管所在的管节的情况下开挖后进行验证。实际中，由于内检测器在检测过程中，由于内检测器上的里程轮存在定位的累积误差，且里程轮还容易存在打滑的问题，当内检测器检测的里程较长时，检测里程与实际里程存在一定的误差，并不能确定开挖位置的焊缝交点与需要开挖的由检测获得的焊缝交点一致，由此，需要将检测获得的焊缝的上下游交点的时钟方位与开挖位置实际的焊缝的的上下游交点的时钟方位进行比对，检测获得的焊缝的上下游交点的时钟方位与开挖位置实际的焊缝的的上下游交点的时钟方位一致，则开挖位置为盗油支管所在的管节，是需要进行开挖的管节；而检测获得的焊缝的上下游交点的时钟方位与开挖位置实际的焊缝的的上下游交点的时钟方位不一致，则开挖位置不是盗油支管所在的管节，在这种情况下，需要在检测获得的多个焊缝的上下游交点找到与开挖位置焊缝的上下游交点一致的焊缝交点，再根据与开挖位置焊缝的上下游交点一致的焊缝交点与检测到的存在盗油支管的管节的量程差，再根据管道的施工资料相对已开挖位置实地测量相同的里程差，便可以确定盗油支管所在的管节。
具体而言，先对记录有管道焊缝信息的检测数据进行解析，并根据待检测管道的检测数据绘制波形图，通过波形图体现环焊缝和组成螺旋焊缝的多个螺旋焊缝段在待检测管道上的位置；将波形图转化为灰度图像，并将灰度图像转化为二值图像，在二值图像中，只有两级灰度等级，每个像素不是黑就是白，其中间没有其它过渡灰度值，便于区分出焊缝对应的检测数值；而在二值图像中检测出多个线段，并分别连接位于同一直线的多个线段形成多个焊缝线段，相当于将同一焊缝的多个焊缝点连接在一起形成一段焊缝段。由此，当检测数据存在部分缺失时，也能准确对焊缝进行识别，对检测数据的质量要求较小。而且，根据每个焊缝线段的直线方程，可以从多个焊缝线段中确定其属于环焊缝或属于螺旋焊缝段的焊缝线段。另外，根据环焊缝的直线方程和螺旋焊缝段的直线方程，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点；再根据交点，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位，从而可以对焊缝交点进行准确定位；由此，通过本发明的管道焊缝信息识别方法，对检测数据的质量要求较小，且可以准确的识别环焊缝和螺旋焊缝，并获得环焊缝与螺旋焊缝的焊缝交点的时钟方位，便于将检测获得的焊缝交点与管道实地开挖的实际焊缝交点比对，确认检测获得的焊缝交点与实际焊缝交点是否一致，以确定开挖位置对应的管节是否为盗油支管所在的管节，实现辅助管道开挖。如果检测获得的焊缝交点与实际焊缝交点的时钟位置不一致，可根据开挖位置的实际焊缝交点的时钟方位找到对应的检测获得的焊缝交点，从而可以进一步确定盗油支管所在的位置。进一步的，本发明的管道焊缝和焊缝交点的识别方法获得的焊缝交点还可以用于对管道存在的其它缺陷所在的位置进行确定。
需要说明的是，在本公开实施中，在绘制的波形图中，如图2所示，可以根据波形图的分布情况判断盗油支管所在的管节，例如存在的盗油支管在图2中的第1500个采集点的位置，则波形图在第1500个采集点对应的位置会产生异常并在波形图中体现出来；由此，只需要获得位于第1500个采集点的前部的第950个采集点对应的环焊缝的交点方位，由于本实施例中每个采集点之间间隔0.825mm,第950个采集点对应的检测里程为0.825*950＝783.75mm，由此在实地开挖里程为783.75mm位置的环焊缝，并将783.75mm位置的环焊缝的交点的时钟方位与通过本申请的方法获得第950个采集点对应的环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位进行比对，以确定开挖的管节是否为盗油支管所在的管节；本公开实施例中并不需要获得所有环焊缝与螺旋焊缝的焊缝交点时钟方位。另外，本公开实施例可以获得任意需要确定时钟方位的焊缝交点的时钟方位，具体需要获得哪一个环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位，可以根据具体的需要进行选择。同理，本公开实施例中也没有必要获得所有体现螺旋焊缝和环焊缝的直线的方程，只需获得与需要确定的管节的焊缝交点相关的螺旋焊缝和环焊缝的直线的方程便可。
另外，除本实施例公开的技术方案以外，对于本发明中的霍夫变换、内检测器以及检测过程和检测数据等可参考本技术领域的常规技术方案，而这些常规技术方案也并非本发明的重点，本发明在此不进行详细陈述。需要说明的是，本申请主要是对检测得到的检测数据进行处理，识别出检测数据中的环焊缝和螺旋焊缝，并获得环焊缝与螺旋焊缝的焊缝交点，便于将检测得到的焊缝交点与开挖的实际管道焊缝交点进行比对，以进一步精确确定检测数据中焊缝交点与实际管道的焊缝交点对齐，以便进一步准确找出盗油支管的具体位置；而对于检测数据的获得，可以参考本技术领域的常规技术方案。
在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种管道焊缝信息识别方法，其特征在于，包括：
根据待检测管道的检测数据绘制波形图，所述待检测管道由多根螺旋钢管焊接而成并在两根螺旋钢管连接处形成环焊缝，螺旋钢管的内壁包括从所述螺旋钢管的一端延伸到另一端的螺旋焊缝，所述检测数据是管道内检测器在所述待检测管道内移动时检测得到的数据，所述波形图体现所述环焊缝和组成所述螺旋焊缝的多个螺旋焊缝段在所述待检测管道上的位置；
将所述波形图转化为灰度图像；
将所述灰度图像转化为二值图像，所述二值图像包括多个线段；
在所述二值图像中检测出多个线段，分别连接位于同一直线的多个线段形成多个焊缝线段；
根据每个焊缝线段的直线方程，从所述多个焊缝线段中确定其属于所述环焊缝或属于所述螺旋焊缝段的焊缝线段；
根据所述环焊缝的直线方程和所述螺旋焊缝段的直线方程，获得所述环焊缝与所述螺旋焊缝的交点；
根据所述交点，获得环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位；
其中根据所述检测数据绘制波形图具体为：解析由多个等距间隔设置在管道内检测器周向同一平面上的永磁扰动传感器检测所述管道焊缝的检测数据，分别依次对1～N永磁扰动传感器进行编号为i，N为正整数且对应永磁扰动传感器的个数，第i个永磁扰动传感器的纵坐标的偏移值为(i-1)*M，其中，M为沿纵坐标的偏移基数；将每个永磁扰动传感器依次在采集点采集到的检测数值用线性方法归一化到区间[I，J]，以采集点的采集序号为横坐标，依次将归一化到区间[I，J]的检测数值加上偏移值作为对应采集点在波形图像上的纵坐标，在同一平面直角坐标系中绘制检测数据波形图；
所述波形图转化为灰度图像具体包括：
分别计算第i个永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值超出其检测数值的平均值的比例P，计算公式为：其中，f(xi)为对应的永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值，/>为第i个永磁扰动传感器采集的检测数值的平均值；
计算转化成灰度图像的灰度值，计算公式为：
其中,Q为灰度基准,所述灰度基准为灰度图中设置的灰度等级加减的基准，所述比例P为第i个永磁扰动传感器采集的当前需转化为灰度值的检测数值超出其检测数值的平均值的比例。
2.根据权利要求1所述的一种管道焊缝信息识别方法，其特征在于，检测二值图像中的直线段具体为：通过霍夫变换检测所述二值图像中的焊缝线段。
3.根据权利要求2所述的一种管道焊缝信息识别方法，其特征在于，获得环焊缝的焊缝线段与螺旋焊缝段的焊缝线段的交点具体为：
根据所述环焊缝和所述螺旋焊缝段的直线方程，计算环焊缝的焊缝线段与螺旋焊缝的焊缝线段的交点，通过环焊缝的直线方程确定交点的横坐标X，并计算二值图像中与环焊缝的焊缝线段相交的螺旋焊缝段的焊缝线段在所述横坐标X上对应的纵坐标Y，获得交点坐标(X，Y)。
4.根据权利要求1所述的一种管道焊缝信息识别方法，其特征在于，所述获得环焊缝与螺旋焊缝的焊缝交点的时钟方位具体为：根据环焊缝的焊缝线段与螺旋焊缝段的焊缝线段的交点，确定交点的横坐标位置在对应的采集点时12点钟方位的永磁扰动传感器N1，根据交点的纵坐标确定交点对应的永磁扰动传感器N2，相对所述永磁扰动传感器N1进行计算得出环焊缝与螺旋焊缝的交点的时钟方位。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种管道焊缝信息识别方法，其特征在于，在根据所述检测数据的检测数值绘制波形图之后，且在将所述波形图转化为灰度图像之前，还对所述灰度图进行插值处理，使灰度图像的分辨率提高。
6.根据权利要求1至4任一项所述的一种管道焊缝信息识别方法，其特征在于，在将所述灰度图像转化为二值图像之后，且在获得合并直线段之前，还对所述二值图像进行膨胀处理。
7.根据权利要求6所述的一种管道焊缝信息识别方法，其特征在于，使用3×3十字形结构元素对所述二值图像进行膨胀处理。
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