CN117288459B - 一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统 - Google Patents
一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117288459B CN117288459B CN202311575144.5A CN202311575144A CN117288459B CN 117288459 B CN117288459 B CN 117288459B CN 202311575144 A CN202311575144 A CN 202311575144A CN 117288459 B CN117288459 B CN 117288459B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- butterfly valve
- pipeline
- underwater vehicle
- projection coordinate
- coordinate value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 230000029777 axis specification Effects 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
- G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
- F16L55/28—Constructional aspects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/003—Machine valves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
- G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
- G06T7/254—Analysis of motion involving subtraction of images
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
- F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10028—Range image; Depth image; 3D point clouds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于水下管道机器人技术领域，提供了一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统，首先直接获取水下航行器发射到输水管道内壁上的激光环图像；然后，以图像中心作为激光圆环的圆心；以该圆心作为极点，以过极点且与图像坐标系中横轴重合的线作为极轴；某一激光点与极轴之间的夹角为预设角度时，确定预设角度对应下该激光点在图像坐标系下的投影坐标值；最后，通过比较两个相邻时刻下该激光点的投影坐标值，确定有无蝶阀以及蝶阀的状态；可以直接判断检测位置处有无蝶阀以及蝶阀的状态，实现了检测管道内蝶阀位置和状态的目的。
Description
技术领域
本发明属于水下管道机器人技术领域，尤其涉及一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统。
背景技术
管道运输是当今能源运输中最为常见的方式，其中在管道中输送水、石油和天然气是最普遍的。管道内的蝶阀是用于控制管道内流体流量和流向的重要设备，蝶阀的状态对于管道系统的运行和维护至关重要。
发明人发现，传统的管道监测技术主要集中在管道的外部，使用压力传感器、流量计和温度传感器等监测设备来监测管道流体参数，这些传感器只能提供管道流体的整体状态，无法直接获取管道内蝶阀的位置、开启程度和工作状态等信息；蝶阀的状态对于管道系统的运行和维护至关重要，如果缺乏对管道内蝶阀的实时监测和检测可能导致管道系统运行不稳定和安全隐患；利用现有检测技术无法准确获取蝶阀的状态信息，维护人员只能定期或定时对蝶阀进行检查和维护，增加了维护成本和工作量，且对维护人员自身安全有一定威胁；蝶阀在不正确的状态下运行，可能导致管道流体的能耗浪费，增加了管道系统的运行成本。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统，本发明可以直接判断检测位置处有无蝶阀以及蝶阀的状态，实现了直接检测管道内蝶阀位置和状态的目的。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明提供了一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法，包括：
获取水下航行器发射到输水管道内壁上的激光环图像；
以图像中心作为激光圆环的圆心；以该圆心作为极点，以过极点且与图像坐标系中横轴重合的线作为极轴；
某一激光点与极轴之间的夹角为预设角度时，确定预设角度对应下该激光点在图像坐标系下的投影坐标值；
通过比较两个相邻时刻下该激光点的投影坐标值，确定有无蝶阀以及蝶阀的状态。
进一步的，如果两个相邻时刻的投影坐标值相同，则判定当前管道内没有蝶阀；否则，判定管道内存在蝶阀。
进一步的，如果当前时刻的投影坐标值小于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值趋向于0，则判定管道内蝶阀处于关闭状态。
进一步的，预设角度为0°、90°、180°和270°。
进一步的，如果只有在0°和180°对应下当前时刻的投影坐标值不等于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值全部趋向于0则判定管道内蝶阀处于水平开启状态。
进一步的，如果只有在90°和270°对应下当前时刻的投影坐标值不等于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值全部趋向于0则判定管道内蝶阀处于竖直开启状态。
进一步的，确定水下航行器的位置包括：获取水下航行器的旋转角速度值；将旋转角速度值进行积分，得到旋转角度；去除重力加速度对采集旋转角度的影响，得到实际加速度值；根据实际加速度值，确定水下航行器做匀加速运动时的速度和位置。
第二方面，本发明还提供了一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测系统，包括：
数据采集模块，被配置为：获取水下航行器发射到输水管道内壁上的激光环图像；
极轴确定模块，被配置为：以图像中心作为激光圆环的圆心；以该圆心作为极点，以过极点且与图像坐标系中横轴重合的线作为极轴；
投影坐标值确定模块，被配置为：某一激光点与极轴之间的夹角为预设角度时，确定预设角度对应下该激光点在图像坐标系下的投影坐标值；
状态检测模块，被配置为：通过比较两个相邻时刻下该激光点的投影坐标值，确定有无蝶阀以及蝶阀的状态。
第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明首先直接获取水下航行器发射到输水管道内壁上的激光环图像；然后，以图像中心作为激光圆环的圆心；以该圆心作为极点，以过极点且与图像坐标系中横轴重合的线作为极轴；某一激光点与极轴之间的夹角为预设角度时，确定预设角度对应下该激光点在图像坐标系下的投影坐标值；最后，通过比较两个相邻时刻下该激光点的投影坐标值，确定有无蝶阀以及蝶阀的状态；可以直接判断检测位置处有无蝶阀以及蝶阀的状态，实现了直接检测管道内蝶阀位置和状态的目的。
附图说明
构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
图1为本发明中水下航行器在管道中的状态示意图；
图2是本发明中水下航行器在无蝶阀时激光光环；
图3是本发明中水下航行器在刚检测到蝶阀关闭时激光光环的照射情况；
图4是本发明中检测到蝶阀关闭水下航行器停止时激光光环的照射情况；
图5是本发明中水下航行器刚检测到水平蝶阀打开时激光光环的照射情况；
图6是本发明中检测到水平蝶阀打开水下航行器调整自身姿态前激光光环的照射情况；
图7是本发明中水下航行器刚检测到竖直蝶阀打开时激光光环的照射情况；
图8是本发明中检测到竖直蝶阀打开水下航行器调整自身姿态前激光光环的照射情况；
图9是本发明具体实施方式的流程图；
其中，1、管道；2、蝶阀；3、水下航行器壳体；4、超声波雷达；5、惯性导航系统；6、红外相机；7、带有锥形镜的激光源；8、激光圆环。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1：
传统的管道监测技术主要集中在管道的外部，使用压力传感器、流量计和温度传感器等监测设备来监测管道流体参数，这些传感器只能提供管道流体的整体状态，无法直接获取管道内蝶阀的位置、开启程度和工作状态等信息。此处的管道可以理解为输水管道。
针对传统管道监测技术存在的上述问题，如图1所示，本实施例提供了一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法，首先直接获取水下航行器发射到输水管道内壁上的激光环图像；然后，以图像中心作为激光圆环8的圆心；以该圆心作为极点，以过极点且与图像坐标系中横轴重合的线作为极轴；某一激光点与极轴之间的夹角为预设角度时，确定预设角度对应下该激光点在图像坐标系下的投影坐标值；最后，通过比较两个相邻时刻下该激光点的投影坐标值，确定有无蝶阀2以及蝶阀2的状态；可以直接判断检测位置处有无蝶阀2以及蝶阀2的状态，实现法直接检测管道1内蝶阀2位置和状态的目的。
本实施例中，使用水下航行器代替工人进入管道1内进行检测，可选的，水下航行器配有惯性导航系统5、视觉系统、推进系统和测距与避障系统等。所述惯性导航系统5可以包括光纤陀螺仪和加速度计，将传感器数据融合，获取水下航行器速度信息；所述视觉系统可以包括带锥形镜的激光发射器及与激光发射器配合的相机，激光发射器产生锥形激光，照射到管道1内壁形成激光环，使用相机获取激光环位置信息，构建三维点云图；在相机获取的图像中计算激光环位置信息，判断是否存在蝶阀2以及蝶阀2状态；所述测距与避障系统可以使用超声波雷达4获取水下航行器到管道1内壁距离，用于保持水下航行器在管道1中心飞行以及调整姿态。如图1所示，本实施例中的水下航行器可以包括水下航行器壳体3、设置在所述水下航行器壳体3上的超声波雷达4、惯性导航系统5、红外相机6、以及带有锥形镜的激光源7等，水下航行器的其他设置可以通过常规设置实现，在此不再详述。
本实施例中，首先构建了水下航行器的姿态输出方程，采用运动学方程得到航行器精准位置信息；然后，激光发射器产生锥形激光，照射到管道1内壁形成激光环，使用相机获取激光环位置信息，构建三维点云图；最后，使用相机检测图像中激光环的变化，判断管道1内蝶阀2的类型及状态；如图9所示，具体步骤如下：
S1、获取水下航行器精准位置：
S1.1、建立世界坐标系下光纤陀螺仪模型和加速度计模型。定义光纤陀螺仪在k时刻采集到的原始数据为三轴旋转角速度值，定义加速度计在k时刻采集到的原始数据为三轴加速度值/>。
其中，，/>，/>分别表示k时刻在/>，/>，/>轴上的旋转角速度值；/>，/>，分别表示k时刻在/>，/>，/>轴上的加速度值。
S1.2、将旋转角速度值进行积分，得到k时刻的旋转角度：
用当前时刻的旋转角度去除重力加速度g对采集的影响，得到实际加速度值。
S1.3、假设在k-1到k时间段内，水下航行器做匀加速运动，则k时刻水下航行器的速度和位置/>为：
其中，是从k-1时刻到k时刻的时间间隔；/>和/>是在k时刻世界坐标系下的三轴的速度和位置。
步骤S1.1中，建立世界坐标系，设管道检修口中心为坐标原点且与水下航行器中心重合，以水下航行器前进方向为Z轴，地球重力方向为Y轴，根据右手坐标系确定世界坐标系O W-XYZ。
水下航行器也可以称为机器人，可选的，在机器人本体后方环形安装四个超声波雷达4，相邻两个超声波雷达4相差90°，超声波雷达4安装方向垂直于管道1表面，使其检测管道1内壁时，超声波雷达4正对管道1内壁进行检测；机器人本体中端安装有光纤陀螺仪和加速度计；机器人最前方安装带有锥形镜的激光发射器，激光发射器上方安装一个与激光发射器配合的相机。
S2、构建管道1三维点云图：
S2.1、在水下航行器开始进行构建管道1三维点云图前，判断水下航行器的视觉系统是否完成标定，若相机还没有标定完成，则先执行标定操作步骤S2.5，若标定完成了则开始执行构建管道1三维点云图工作。
S2.2、在相机前放置棋盘格标定板，采用张正友标定法对相机标定，根据实际像素坐标与计算得到的像素坐标计算投影误差，反复迭代相机的内外参数和畸变参数，直至收敛，完成相机标定。
S2.3、标定完成后，使用超声波雷达4检测航行器是否位于管道1中心位置，如果处于中心位置进行下面步骤，否则调整航行器位置，调整完成后重复此步骤。
S2.4、航行器在管道1内前进时，激光发射器发射激光照射到管道1内壁，形成一个激光环。
S2.5、将红外相机6采集到的投影在管道1内壁上面的激光环图像采用中值滤波进行去噪，使用圆检测算法检测图像中激光环，计算出激光环深度信息，融合水下航行器位置信息，构建出管道1点云图。
步骤S2.2、中，红外相机6标定步骤如下：
S2.2.1、建立相机坐标系，以相机的光心作为坐标系的原点且坐标系的轴垂直于成像平面指向相机的前方，/>轴与/>轴与世界坐标系平行。世界坐标系到相机坐标系的转化关系如下：
其中，为P在世界坐标系下位置坐标；/>为P在相机坐标系下坐标；R和T分别表示世界坐标系与摄像机坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵。
S2.2.2、建立图像坐标系，图像坐标系的原点为相机光轴与成像平面的交点，水平向右是x轴，垂直向下是y轴，图像坐标系与摄像机坐标系之间的转换关系如下：
其中，点P在图像坐标系下的坐标为；f表示相机焦距。
由此可以推出世界坐标系到图像坐标系之间的转化关系：
S2.2.3、相机存在非线性畸变，可以通过以下公式进行矫正：
其中，，/>，/>为相机的畸变参数；/>是发生畸变后图像的坐标，x和y是理想的图像的坐标。
S3、如图2到图8所示，在投影图像中检测激光环的变化，判断管道1内蝶阀2的类型及状态：
S3.1、红外相机6拍摄图像以图像中心作为激光圆环8的圆心。以该圆心作为极点，水平向右与图像坐标系下x轴正向重合作为极轴建立图像极坐标系。
S3.2、使用如下公式来表示k时刻激光环中某个激光点的位置信息：
其中，x和y代表激光环中激光点在图像坐标系下投影坐标；是该激光点在图像极坐标系下与极轴之间的夹角；T代表时间。
机器人首次下水时记录下当前时间，以及/>分别等于0°、90°、180°和270°时所对应的x和y的值，将记录的四组值保存为无蝶阀2时对应状态。
S3.3、如果两个相邻时刻的投影坐标值相同，则判定当前管道1内没有蝶阀2；否则，判定管道1内存在蝶阀2。具体的，机器人前进过程中，记录k时刻分别等于0°、90°、180°和270°时所对应的x和y的值，与k-1时刻记录中所对应的x和y的值进行比较。如果/>中记录四组x和y的值与/>时记录四组x和y的值相同则判定当前管道1内没有蝶阀2。
S3.4、如果中记录四组x和y的值与/>时记录四组x和y的值不同，则认为管道1内存在蝶阀2，开始判断蝶阀2状态。
如果当前时刻的投影坐标值小于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值趋向于0，则判定管道1内蝶阀2处于关闭状态。具体的，如果中记录四组x和y的值全部小于/>时记录四组x和y的值，且随着水下航行器前进，/>中记录四组x和y的值全部趋向于0，则判定当前管道1内蝶阀2处于关闭状态，且水下航行器停止前进。
如果只有在0°和180°对应下当前时刻的投影坐标值不等于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值全部趋向于0则判定管道1内蝶阀2处于水平开启状态。具体的，如果中记录四组x和y的值只有当/>等于0°和180°时与/>中/>等于0°和180°时记录x和y的值不同，且随着水下航行器前进，/>中/>等于0°和180°时记录x和y的值全部趋向于0，则判定当前管道1内蝶阀2处于水平开启状态，调整水下航行器姿态，水下航行器向上移动通过蝶阀2。
如果只有在90°和270°对应下当前时刻的投影坐标值不等于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值全部趋向于0则判定管道1内蝶阀2处于竖直开启状态。具体的，如果中记录四组x和y的值只有当/>等于90°和270°时与/>中/>等于90°和270°时记录x和y的值不同，且随着水下航行器前进，/>中/>等于90°和270°时记录x和y的值全部趋向于0，则判定当前管道1内蝶阀2处于竖直开启状态，调整水下航行器姿态，水下航行器向左移动通过蝶阀2。
实施例2：
本实施例提供了一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测系统，包括：
数据采集模块，被配置为：获取水下航行器发射到管道内壁上的激光环图像；
极轴确定模块，被配置为：以图像中心作为激光圆环的圆心；以该圆心作为极点，以过极点且与图像坐标系中横轴重合的线作为极轴；
投影坐标值确定模块，被配置为：某一激光点与极轴之间的夹角为预设角度时，确定预设角度对应下该激光点在图像坐标系下的投影坐标值；
状态检测模块，被配置为：通过比较两个相邻时刻下该激光点的投影坐标值，确定有无蝶阀以及蝶阀的状态。
所述系统的工作方法与实施例1的基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法相同，这里不再赘述。
实施例3：
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了实施例1所述的基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法的步骤。
实施例4：
本实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了实施例1所述的基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法的步骤。
以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法，其特征在于，包括：
获取水下航行器发射到输水管道内壁上的激光环图像；
以图像中心作为激光圆环的圆心；以该圆心作为极点，以过极点且与图像坐标系中横轴重合的线作为极轴；
某一激光点与极轴之间的夹角为预设角度时，确定预设角度对应下该激光点在图像坐标系下的投影坐标值；
通过比较两个相邻时刻下该激光点的投影坐标值，确定有无蝶阀以及蝶阀的状态；具体为：
如果两个相邻时刻的投影坐标值相同，则判定当前管道内没有蝶阀；否则，判定管道内存在蝶阀；其中，预设角度为0°、90°、180°和270°；
如果当前时刻的投影坐标值小于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值趋向于0，则判定管道内蝶阀处于关闭状态；
如果只有在0°和180°对应下当前时刻的投影坐标值不等于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值全部趋向于0则判定管道内蝶阀处于水平开启状态；
如果只有在90°和270°对应下当前时刻的投影坐标值不等于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值全部趋向于0则判定管道内蝶阀处于竖直开启状态。
2.如权利要求1所述的一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法，其特征在于，确定水下航行器的位置包括：获取水下航行器的旋转角速度值；将旋转角速度值进行积分，得到旋转角度；去除重力加速度对采集旋转角度的影响，得到实际加速度值；根据实际加速度值，确定水下航行器做匀加速运动时的速度和位置。
3.一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测系统，其特征在于，实现了如权利要求1-2任一项所述的基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法的步骤，包括：
数据采集模块，被配置为：获取水下航行器发射到输水管道内壁上的激光环图像；
极轴确定模块，被配置为：以图像中心作为激光圆环的圆心；以该圆心作为极点，以过极点且与图像坐标系中横轴重合的线作为极轴；
投影坐标值确定模块，被配置为：某一激光点与极轴之间的夹角为预设角度时，确定预设角度对应下该激光点在图像坐标系下的投影坐标值；
状态检测模块，被配置为：通过比较两个相邻时刻下该激光点的投影坐标值，确定有无蝶阀以及蝶阀的状态；具体为：
如果两个相邻时刻的投影坐标值相同，则判定当前管道内没有蝶阀；否则，判定管道内存在蝶阀；其中，预设角度为0°、90°、180°和270°；
如果当前时刻的投影坐标值小于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值趋向于0，则判定管道内蝶阀处于关闭状态；
如果只有在0°和180°对应下当前时刻的投影坐标值不等于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值全部趋向于0则判定管道内蝶阀处于水平开启状态；
如果只有在90°和270°对应下当前时刻的投影坐标值不等于前一时刻的投影坐标值，且随着水下航行器前进，当前时刻的投影坐标值全部趋向于0则判定管道内蝶阀处于竖直开启状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311575144.5A CN117288459B (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311575144.5A CN117288459B (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117288459A CN117288459A (zh) | 2023-12-26 |
| CN117288459B true CN117288459B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=89241046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311575144.5A Active CN117288459B (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117288459B (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09203690A (ja) * | 1995-09-25 | 1997-08-05 | Hughes Jvc Technol Corp | 液晶光バルブプロジェクターの照明の均一性を測定する方法及び装置 |
| JP2000035404A (ja) * | 1998-07-16 | 2000-02-02 | Daihatsu Motor Co Ltd | 平面の未研磨領域検出装置 |
| DE20201933U1 (de) * | 2002-02-08 | 2003-06-12 | Cooper Power Tools Gmbh & Co | Oberflächenkonturerkennungsvorrichtung |
| JP2014106167A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Hitachi Ltd | レーザ投影方法およびレーザ投影装置 |
| CN104677301A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-06-03 | 山东大学 | 一种基于视觉检测的螺旋焊管管线外径测量装置和方法 |
| WO2017145202A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検査システム、検査方法および検査プログラム |
| CN115046499A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-13 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于三角测量原理的环形激光管道检测系统及方法 |
| CN115272190A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-11-01 | 蓝普金睛（北京）科技有限公司 | 基于巡检机器人的焦化炉开闭器阀门的识别检测方法 |
| CN116009559A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-04-25 | 齐鲁工业大学(山东省科学院) | 一种输水管道内壁巡检机器人及检测方法 |
| CN116310127A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-06-23 | 中国地质大学（武汉） | 基于环形激光三角测量的管道内壁三维重建方法及系统 |
| CN116834860A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-10-03 | 芜湖柔创科技有限公司 | 具备主被动变径能力的履带式管道及阀门检测机器人 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5054718B2 (ja) * | 2009-03-03 | 2012-10-24 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 水中移動体の位置検知装置及び位置検知方法 |
-
2023
- 2023-11-24 CN CN202311575144.5A patent/CN117288459B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09203690A (ja) * | 1995-09-25 | 1997-08-05 | Hughes Jvc Technol Corp | 液晶光バルブプロジェクターの照明の均一性を測定する方法及び装置 |
| JP2000035404A (ja) * | 1998-07-16 | 2000-02-02 | Daihatsu Motor Co Ltd | 平面の未研磨領域検出装置 |
| DE20201933U1 (de) * | 2002-02-08 | 2003-06-12 | Cooper Power Tools Gmbh & Co | Oberflächenkonturerkennungsvorrichtung |
| JP2014106167A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Hitachi Ltd | レーザ投影方法およびレーザ投影装置 |
| CN104677301A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-06-03 | 山东大学 | 一种基于视觉检测的螺旋焊管管线外径测量装置和方法 |
| WO2017145202A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検査システム、検査方法および検査プログラム |
| CN115046499A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-13 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于三角测量原理的环形激光管道检测系统及方法 |
| CN115272190A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-11-01 | 蓝普金睛（北京）科技有限公司 | 基于巡检机器人的焦化炉开闭器阀门的识别检测方法 |
| CN116009559A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-04-25 | 齐鲁工业大学(山东省科学院) | 一种输水管道内壁巡检机器人及检测方法 |
| CN116310127A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-06-23 | 中国地质大学（武汉） | 基于环形激光三角测量的管道内壁三维重建方法及系统 |
| CN116834860A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-10-03 | 芜湖柔创科技有限公司 | 具备主被动变径能力的履带式管道及阀门检测机器人 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 缸盖气门阀座加工质量检测方案;叶宗茂;;现代零部件(第12期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117288459A (zh) | 2023-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schäfer et al. | Multicopter unmanned aerial vehicle for automated inspection of wind turbines | |
| KR101956447B1 (ko) | 그래프 구조 기반의 무인체 위치 추정 장치 및 그 방법 | |
| Kelly et al. | A general framework for temporal calibration of multiple proprioceptive and exteroceptive sensors | |
| EP3690587B1 (en) | Map creation method of mobile robot and mobile robot | |
| CN105573310B (zh) | 一种煤矿巷道机器人定位与环境建模方法 | |
| CN103020952A (zh) | 信息处理设备和信息处理方法 | |
| Tâche et al. | Three‐dimensional localization for the MagneBike inspection robot | |
| CN104034261A (zh) | 一种曲面法向测量装置和曲面法向测量方法 | |
| Karam et al. | Integrating a low-cost mems imu into a laser-based slam for indoor mobile mapping | |
| CN112000135A (zh) | 基于人脸最高温点特征反馈的三轴云台视觉伺服控制方法 | |
| CN117288459B (zh) | 一种基于管道内水下航行器的蝶阀检测方法及系统 | |
| CN101052121B (zh) | 视频系统参数动态标定方法及系统 | |
| Guo et al. | A unified leader-follower scheme for mobile robots with uncalibrated on-board camera | |
| CN112862818A (zh) | 惯性传感器和多鱼眼相机联合的地下停车场车辆定位方法 | |
| Warku et al. | Three-dimensional mapping of indoor and outdoor environment using LIO-SAM | |
| CN114543786B (zh) | 一种基于视觉惯性里程计的爬壁机器人定位方法 | |
| hyeuk Lee et al. | Elbow detection for localization of a mobile robot inside pipeline using laser pointers | |
| CN113324538B (zh) | 一种合作目标远距离高精度六自由度位姿测量方法 | |
| Zhang et al. | Monocular visual-inertial and robotic-arm calibration in a unifying framework | |
| Tezerjani et al. | 4-DOF pose estimation of a pipe crawling robot using a Collimated Laser, a conic mirror, and a fish-eye camera | |
| US11079763B2 (en) | Trajectory planning method and system | |
| KR101502071B1 (ko) | 랜드마크 기반 비전항법시스템을 위한 카메라 데이터 생성기와 그것을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 | |
| 彭湃 et al. | Automatic recalibration of camera and Lidar using sensor fusion odometry | |
| Peng et al. | An underwater binocular stereo matching algorithm based on the best search domain | |
| Li et al. | Vision-based dynamic positioning system design and experiment for an underwater vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |