NL9001929A - Werkwijze en inrichting voor het bepalen van voegwijkingen tussen rioleringsbuizen van een rioleringsstelsel. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het bepalen van voegwijkin-gen tussen rioleringsbuizen van een rioleringsstelsel.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen van voegwijkingen tussen rioleringsbuizen van een rioleringsstelsel, omvattende het vormen van een beeld van een, een gedeelte van een voeg tussen twee rioleringsbuizen omvattende inwendige sectie van het rioleringsstelsel.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichtiog'voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Er is een rioolcamera-inspectiesysteem met een rioolrat bekend, waarop een CCD-camera is gemonteerd. Deze bekende inrichting omvat naast de rioolrat met camera een besturing voor de rioolrat, inclusief positie van de camerakop, een besturing voor de camera, een signaalversterker voor vanaf de camera afkomstige videosignalen, een titelgenerator voor het in het videosignaal bijmengen van tekst met betrekking tot bijvoorbeeld de stad, straat, streng van het rioleringsstelsel en afstand van de camerakop tot de put van het rioleringsstelsel, waarin de rioolrat is ingebracht, een videorecorder voor het opnemen van het gemengde videosignaal en ten minste één monitor voor het aflezen van informatie die door de videorecorder wordt of is opgenomen. Naast andere rioolinspectietoepassingen kan de bekende inrichting worden gebruikt voor opleveringsinspectie, gedurende welke kan worden nagegaan of de verbindingen tussen bijvoorbeeld nieuw gelegde rioleringsbuizen voor een samen te stellen rioleringsstelsel correct met elkaar zijn verbonden, met name of voegwijkingen daarvan binnen gestelde toleranties liggen. Het betrekking tot gestelde toleranties wordt verwezen naar de tabel in de bijlage die behoort bij en deel uitmaakt van deze beschrijving.

De in de aanhef genoemde bekende werkwijze omvat de verdere maatregel van het aflezen van het beeld van de, het gedeelte van de voeg tussen twee rioleringsbuizen omvattende inwendige sectie van het rioleringsstelsel en het op basis van deze aflezing inschatten of de voegwijking in kwestie binnen de genoemde toleranties valt, hetgeen zoals uit de bijlage valt te zien van een aantal zaken afhangt, zoals het materiaal van de betreffende rioolbuizen, de verbinding daartussen en de diameter daarvan. Het zal duidelijk zijn dat dit inschatten niet altijd even nauwkeurig kan geschieden.

De onderhavige uitvinding beoogt de bekende werkwijze zodanig te verbeteren, dat met wezenlijk verbeterde nauwkeurigheid voegwijkingen kunnen worden bepaald, en voorziet daartoe in een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort, gekenmerkt door het op de inwendige sectie vormen van ten minste twee lichtpatronen met een bekende onderlinge afstand en het rekening houdend met de bekende onderlinge afstand vergelijken van de afstanden tussen respectievelijk afbeeldingen van de lichtpatronen en van de begrenzingen van het gedeelte van de voeg in het beeld.

Door de hierboven genoemde maatregelen kunnen voegwijkingen nauwkeuriger worden bepaald omdat er een referentie beschikbaar is, namelijk de bekende onderlinge afstand tussen de geprojecteerde lichtpatronen, die met dezelfde afbeeldingsmaatstaf als de bijbehorende voegwijking in het beeld worden afgebeeld.

Bij voorkeur worden als lichtpatronen Laserstraalstippen gebruikt, omdat bij de laserstraalstippen vormende evenwijdige laserbundels de doorsnede van de laserstraalstippen onafhankelijk van de projectie-af-stand en dus de diameter van de rioleringsbuis is.

De afbeelding van de voegwijking in het beeld evenals de afstand tussen de afbeeldingen van de lichtpatronen, meer in het bijzonder laserstraalstippen in het beeld kunnen met een liniaal worden gemeten. Aangezien de werkelijke onderlinge afstand tussen de laserstraalstippen bekend is, kan de verhouding tussen de bekende onderlinge afstand tussen de laserstraalstippen en onderlinge afstand tussen de afbeeldingen ervan worden berekend en worden toegepast op de in het beeld afgebeelde voegwijking.

De voegwijking kan ook zonder lineaal worden afgelezen door de de lichtpatronen als optische lineaal te gebruiken, waartoe de lichtpatronen op een loodrecht op de de voegbegrenzingen staande lijn moeten worden gevormd en bij voorkeur eerst een van de lichtpatronen met één van de voegbegrenzingen wordt uitgericht.

Indien nodig en/of gewenst kan een nog hogere meetnauwkeurigheid worden bereikt door met behulp van geschikte apparatuur en programmatuur bij gebruik van videosignalen voor het genereren van een uit beeldelementen opgebouwd videobeeld de afstanden tussen respectievelijk afbeeldingen van de lichtpatronen en van de voegbegrenzingen in het beeld te meten. Dit kan direct aan de hand van het videosignaal gebeuren of door interactie met de gebruiker die punten in het weergegeven videobeeld kan invoeren, die res- peet i eve Lijk met de laserstraalstippen en respectieve voegbegrenzingen overeenkomen, bijvoorbeeld met behulp van een muis.

Een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding onderscheidt zich van de bekende doordat de camerakop is voorzien van een lichtpatronenprojectie-eenheid, in het bijzonder een lasereen-heid voor het uitzenden van ten minste twee evenwijdige laserstralen met een bepaalde onderlinge afstand.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: figuur 1 schematisch een gedeelte van een sectie van een rioleringsstelsel laat zien, ter plaatse van een verbinding van twee riolerings-buizen daarvan; figuur 2 een blokschema van de op de camerakop gemonteerde la-sereenheid en stuurinrichting daarvoor laat zien; en figuur 3 het mechanische deel van de lasereenheid voor het opnemen van de diodelasers daarvan laat zien.

In figuur 1 zijn met respectievelijk de verwijzingscijfers 1 en 2 twee gedeelten van twee gekoppelde rioleringsbuizen getoond, die een voegwijking 3 hebben. Het inwendige van het rioleringsstelsel is met het verwijzingscijfer 4 aangegeven. In het inwendige 4 van het rioleringsstelsel (waarvan de rest in figuur 1 niet is getoond) is een lasereenheid aangebracht, die schematisch in figuur 1 is getoond en daar met het verwijzingscijfer 5 is aangegeven. De lasereenheid 5 is gemonteerd op een (niet-getoonde) camerakop van een (eveneens niet-getoonde) rioolrat die in het inwendige 4 van het rioleringsstelsel kan worden ingebracht, waarbij de zinssnede "gemonteerd op" mede omvat dat de lasereenheid 5 deel van deze camerakop kan uitmaken. De camerakop met lasereenheid 5 kan in positie worden gestuurd, net zoals natuurlijk de rioolrat zelf. Voor het aflezen vindt besturing zodanig plaats, dat één van de door de lasereenheid 5 uitgezonden vier evenwijdige laserstralen 6-9 met vaste, gelijke onderlinge afstand, bijvoorbeeld 2 cm, wordt uitgericht met één van begrenzingen 10 of 11 van de voeg 12; in figuur 1 rechter laserstraal 6 met rechter begrenzing 10 van voeg 12. Als het ware is nu een optische liniaal langs de voeg 12 gelegd, waarlangs de voegwijking 3 kan worden afgelezen, omdat de gelijke onderlinge afstand tussen de laserstralen 6-9 bekend is. Dit aflezen vindt plaats met behulp van een beeld dat van de voeg 12 en de bijbehorende inwendige sectie van het rioleringsstelsel is gemaakt. Dit zou in principe met een fotocamera of andere middelen kunnen geschieden, maar bij voorkeur geschiedt dit, mogelijk onder gebruikmaking van een bekende rioleringsstel-selinspectie-inrichting aan de hand van een beeld op een monitor (die niet is getoond). Dit beeld verschilt in principe alleen van het conventionele doordat daarin afbeeldingen van de geprojecteerde laserstraalstippen 13-16 aanwezig zijn. De werkelijke voegwijking 3 kan nog nauwkeuriger worden gemeten aan de hand van het videobeeld door middel van een lineaal, waarbij twee laserstraalstippen met een bekende onderlinge afstand overal op de sectie kunnen worden geprojecteerd. In feite zou de verkleiningsfactor tussen de werkelijke voegwijking 3 en de afbeelding ervan in het monitorbeeld kunnen worden bepaald door het meten van de afstand tussen twee van de in figuur 1 met de verwijzingsgetallen 13-16 aangegeven laserstraalstippen. Deze bepaalde verhouding zal dan worden toegepast op de in het videobeeld gemeten afbeelding van de werkelijke voegwijkinge 3.

Hoewel in figuur 1 een lasereenheid 5 is getoond, die vier laserstralen 6-9 voortbrent, is het bij kleine toegestane voegwijking 3 en geschikte onderlinge afstand tussen de laserstralen 6-9 voldoende te voorzien in twee laserstralen, zoal, 6 en 7 in figuur 1.

Algemener gezegd, dicteert de maximaal toegestane voegwijking 3 bij een gegeven onderlinge afstand van de laserstralen 6-9 het vereiste aantal laserstralen 6-9, en bepaald de gelijke onderlinge afstand tussen die laserstralen de meetnauwkeurigheid.

Ofschoon tot nu toe met betrekking tot figuur 1 er is gesproken over laserstralen 6-9, wordt benadrukt dat het gebruik van laserstralen niet beslist noodzakelijk is. Laserstralen zijn gekozen omdat het betrekkelijk gemakkelijk is niet-divergerende laserstralen op te wekken, hetgeen noodzakelijk is wanneer afstandsonafhankelijke schaalprojectie wordt vereist; denkt hierbij ook aan de verschillende diameters van de riolerings-buizen. Er kan dus een andere optische projectie-inrichting worden toegepast die in een bepaald afstandstraject kan voorzien in het afstandsonaf-hankelijk met in hoofdzaak gelijkblijvende grootte projecteren van een schaalverdeling. Daarbij moet de geprojecteerde schaalverdeling van voldoende intensiteit zijn om met de camera te kunnen worden geregistreerd en moeten bij voorkeur de geprojecteerde lichtpatronen zo klein mogelijk zijn. De geprojecteerde lichtpatronen hoeven echter geen stippen zoals 13-16 in figuur 1 te zijn, maar kunnen bijvoorbeeld ook lijnsegmenten zijn.

De laserstralen 6-9 in figuur 1 kunnen verder van een enkele la-serbron afkomstig zijn, waarvan de laserstraal in een respectief aantal deelstralen is gesplitst door geschikte optica. Een voordelige implementatie wordt echter gevormd door gebruik te maken van diodelasers, waarop verderop zal worden ingegaan. Een voordeel van diodelasers is namelijk dat ze klein zijn en daardoor de lasereenheid 5 niet groot hoeft te zijn, zodat deze zo dicht mogelijk bij de lens van de camerakop kan worden geplaatst, waardoor parallax kan worden voorkomen. Bij geschikte inrichting van de camerakop is het door middel van het gebruik van geschikte optica mogelijk de laserstralen 6-9 door de lens van de camerakop te projecteren.

Bij voorkeur worden zichtbaar laserstralen 6-9 toegepast uit veiligheidsoverwegingen. In principe zijn bijvoorbeeld infra-rood diodelasers ook mogelijk. In plaats van een vaste stoflaser kan een gaslaser worden toegepast, die betere optische karakteristieken heeft, maar als nadeel met zich brengt dat de afmetingen daarvan groter zijn.

Hierboven zijn twee voorbeelden gegeven voor het in overeenstemming met de uitvinding bepalen van voegwijkingen tussen rioleringsbuizen van een rioleringsstelsel, namelijk door aflezen onder gebruikmaking van een geprojecteerde schaalverdeling ofte wel optische lineaal, in tegenstelling tot de stand van de techniek die het zonder doet, enerzijds en opmeten en berekenen anderzijds. De bepaling kan echter ook direct op basis van het door de videocamera afgegeven videosignaal geschieden. Daartoe is speciale apparatuur en programmatuur vereist, die kan worden gebruikt met de computer die toch al deel uitmaakt van bekende rioleringsinspectiecamera-inrich-tingen. Voor het interpreteren van videosignalen is reeds een computerin-steekkaart met bijbehorende programmatuur op de markt onder de naam "sprite grabber". Daarbij is een eerste stap het in de computer inlezen van het beeld met de afbeeldingen van de lichtpatronen en voegbegrenzingen. In het beeld, dat dan door de computer op de monitor wordt weergegeven wordt ook een aanwijzer weergegeven, die door de gebruiker met behulp van bijvoorbeeld een muis naar de afbeeldingen van de bijvoorbeeld twee laserstraal-stippen kan worden gestuurd, waardoor hun posities als referentiepunten wordt ingegeven. De computer berekent dan het aantal beeldpunten tussen de ingevoerde referentiepunten. Aangezien de onderlinge afstand tussen de la-serstraalpunten bekend is, kan de computer nu bepalen door hoeveel beeld elementen deze afstand wordt vertegenwoordigd, ofte wel met welke eenheids-afstand een beeldelement overeenkomt. Hetzelfde geschiedt met betrekking tot de voegbegrenzingen als meetpunten. De computer bepaalt dan het aantal beeldpunten tussen de meetpunten en rekent tenslotte onder gebruikmaking van de eenheidsafstand de voegwijking in bijvoorbeeld millimeters uit. Aan de hand van de tabel van de bijlage (de zogenaamde RIONED-tabel) kan nu worden bepaald of de voegwijking al dan niet is toegestaan.

Natuurlijk kan de computerverwerking anderszins worden geïmplementeerd; essentieel is slechts dat afstanden in termen van beeldelementen worden vergeleken!

In figuur 2 is schematisch het electronische deel van een mogelijke lasereenheid en de bijbehorende stuurinrichting aangegeven. In het bijzonder geeft het streeplijnkader dat met het verwijzingsgetal 20 is aangeduid het electronische deel (dat hierna de electronische lasereenheid zal worden genoemd) van de lasereenheid 5 in figuur 1 aan en geeft het verwij-zingsgetal 21 de gemeenschappelijke intensiteitsstuurinrichting aan. De electronische lasereenheid 20 omvat vier diodelasers 22-25 en individuele intensiteitsstuurorganen, respectievelijk 26-29, waarmee onderlinge inten-siteitsafwijkingen tussen de diodelasers 22-25 kunnen worden bijgeregeld.

De gemeenschappelijke intensiteitsstuurinrichting 21 wordt gebruikt om afhankelijk van de afstand tussen lasereenheid 5 in figuur 1 en de binennwand van het rioleringsstelsel de intensiteit te sturen, opdat enerzijds de camera niet vastloopt op te felle laserstippen, hetgeen tot gevolg heeft dat deze grote vlekken worden, en anderzijds hun intensiteit voldoende is om met bijvoorbeeld een CCD-camera te kunnen worden geregistreerd.

Als laserdiode kan bijvoorbeeld het type KD 6701 G van Gerhard Franck Optronik GmbH, Hamburg, B.R.D. worden gebruikt, die is voorzien van een cilindrische metalen behuizing met ingebouwde collimatoroptica en foto-diode, alsmede de laserdiode HLP2000 of HLP3000 van Hitachi, Japan. Als individueel intensiteitsstuurorgaan kan de LDP201 van Power Technology Incorporated, Little Rock, Arkansas, U.S.A. worden gebruikt.

In figuur 3 is in langsdoorsnede-aanzicht een mogelijke uitvoeringsvorm van het mechanische deel 30 van de lasereenheid 5 getoond. Deze is voorzien van een huis 31, in het inwendige waarvan een stelplaat 36 is aangebracht. De stelplaat 36 bevat cirkelvormige uitsparingen 36a, waarin 0-vormige spanrubbers 37 als verende afstandsorganen zijn aangebracht, waarop houders 32 voor het opnemen van de diodelasers zijn geplaatst. De houders 32 zijn in het bijzonder voorzien van een cilindrische boring 32a voor het klemmend opnemen van de metalen behuizing van de diodelasers. In de genoemde uitsparingen 36a van de stelplaat 36 zijn respectieve doorgaande boringen 42 aangebracht, die axiaal in lijn liggen met de doorgaande centrale opening 43 in de spanrubbers 37. Zo kan een laserstraal van een respectieve diodelaser door de stelplaat 36 worden doorgelaten. Voorts bevat de stelplaat 36 met betrekking tot elke houder 32 drie inbusbouten 33-35 als spanorganen die samenwerkend met dat eindgedeelte 32b van de houders 32 zijn aangebracht, dat in de uitsparingen 36a in de stelplaat 36 is opgenomen, waarbij de inbusbouten 33-35 elk op een hoeksafstand van 120 graden van elkaar zijn geplaatst. Liggend tegenover de doorlopende boringen 42 in de stelplaat 36 zijn een aantal kleine boringen 38 uitmondend in cirkelvormige uitsparingen 31a aan de voorzijde 31b van het huis 31 aangebracht, welke doorlopende boringen 38 bijvoorbeeld een diameter van 0,8mm hebben, teneinde eventuele divergentieneiging van een respectieve laser- , straal te onderdrukken. In de uitsparingen 31a zijn voor de respectieve laserstraal transparante afdekglaasjes 40 als afdichtorganen aangebracht, bijvoorbeeld onder gebruikmaking van dubbelzijdige kleefband 39, die de vorm van een 0-ring kan hebben, met natuurlijk een centrale doorlopende opening 39a die axiaal in lijn ligt met de boring 38. De stelplaat 36 is met behulp van inbusbouten 41 en afstandsbussen 44 op afstand van de voorwand 31b van het huis 31 geplaatst, waarbij natuurlijk de boringen 42 en 38 axiaal in lijn met elkaar liggen. In het hierna volgende zullen de functies van de rubberen spanring 37 en de inbusbouten 33-35 nader worden toegelicht.

De inbusbouten 33-35 zijn afstelbouten voor het uitrichten van de respectieve laserstraal met betrekking tot de doorlopende boring 38. De spanrubbers 37 voorzien daarbij in kantelpunten. Op deze manier kunnen de, in figuur 3, vier laserbundels nauwkeurig evenwijdig worden afgesteld.

Tabel VERPLAATSING IN MM.

MATERIAAL BETON PVC AC GRES

VERBINDING mof/spie vaar/moer KLASSE 3-5 3-5 3-5 3-5 3-5

AFMETING

200 - 10 - 20 20 - 50 30 - 60 20 - 50 250 30 - 70 10 - 20 20 - 50 30 - 60 20 - 50 300 30 - 70 10 - 20 - 30 - 60 20 - 50 315 - 30-60 350 - - 30 - 60 400 30 - 70 10 - 20 30 - 70 40 - 80 20 - 50 450 - - - 40 - 80 20 - 50 500 40 - 80 10 - 30 40 - 80 40 - 80 20 - 50 600 ' 40-80 10-30 - 40 - 80 30 - 60 630 - 40-90 700 40 - 80 20 - 40 - 40 - 90 30 - 60 800 40 - 80 20-40 - 50 - 110 30 - 60 900 40 - 90 20-40 - 50-110 30 - 70 1000 40-90 20-40- - 50-110 30-70 1100 - - - 50-110 1200 - - 60 - 130 1250 40 - 90 20 - 40 1300 - - - 60-130 1400 - - - 60-130 1500 40 - 90 20-50 - 60 - 130 250/375 - 10-20 300/450 - 10-20 350/525 - 10-30 400/600 - 10-30 500/750 - 10-30 600/900 - 20-40 700/1050 - 20-40 800/1200 - 20-40 900/1350 - 20-40 1000/1500 - 20-40

Claims (8)

1. Werkwijze voor het bepalen van voegwijkingen tussen riolerings-buizen van een rioleringsstelsel, omvattende het vormen van een beeld van een, een gedeelte van een voeg tussen twee rioleringsbuizen omvattende inwendige sectie van het rioleringsstelsel, gekenmerkt door het op de inwendige sectie vormen van ten minste twee lichtpatronen met een bekende onderlinge afstand en het rekening houdend met de bekende onderlinge afstand vergelijken van de afstanden tussen respectievelijk afbeeldingen van de lichtpatronen en van de begrenzingen van het gedeelte van de voeg in het beeld.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lichtpatronen op een loodrecht op de voegbegrenzingen staande lijn worden gevormd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door uitrichting van één van de lichtpatronen met één van de voegbegrenzingen.

4. Werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt door het gebruiken van laserstraalstippen als lichtpatronen.

5. Werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, waarbij als beeld een uit beeldelementen opgebouwd videobeeld wordt gebruikt, met het kenmerk, dat de afstanden in termen van beeldelementen worden vergeleken.

6. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, omvattende een rioolrat met een camerakop en een met de camerakop gekoppelde monitor, met het kenmerk, dat de camerakop is voorzien van een lichtpatronenprojectie-eenheid voor het in een bepaald afstandstraject afstandsonafhankelijk met in hoofdzaak gelijkblijvende grootte projecteren van de lichtpatronen.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de lichtpatronenprojectie-eenheid een lasereenheid voor het uitzenden van ten minste twee evenwijdige laserstralen met een bepaalde onderlinge afstand omvat.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de lasereenheid een aantal diodelasers omvat, een afgedicht huis met een rechte stelplaat met daarin een met het aantal diodelasers overeenkomend aantal, met gelijke onderlinge afstand op een lijn aangebrachte uitsparingen voor het opnemen van een respectieve diodelaser door middel van een tussengele-gen verend afstandsorgaan met een centrale doorgaande opening die axiaal in Lijn met een doorgaande boring in de uitsparing Ligt, beide voor het door-Laten van door een respectieve diodeLaser uitgezonden LaserstraaL, waarbij in de steLpLaat met betrekking tot eLke houder voor een respectieve diodeLaser in spanorganen is voorzien om de respectieve LaserstraLen evenwijdig aan eLkaar uit te richten en de voorwand van het huis, waar tegenover de steLpLaat in het inwendige van het huis evenwijdig op afstand is gepLaatst, respectieveLijk is voorzien van axiaaL in Lijn met de doorLopende boringen van de steLpLaat aangebrachte boringen die een kLeinere doorsnede hebben dan de door de diodeLasers uitgezonden LaserstraLen, waarbij de Laatstgenoemde boringen uitmonden in uitsparingen in de buitenkant van de voorwand van het huis, waarin de respectieve LaserstraaL doorLatende afdichtorganen zijn opgenomen.