管道检测装置

摘要

本发明涉及一种管道检测装置，包括：行走机构、控制器以及感知设备；所述感知设备安装于行走机构上，用于获取管道内壁三维数据以及所述行走机构于管道内的姿态角，并交于控制器，所述控制器控制行走机构于管道内的行走，并接收管道内壁三维数据以及行走机构于管道中的姿态角并进行处理，获取管道的变形率。本发明利用行走机构进入管道在管道中行走，行走机构能够进入任何管道内，感知设备根据管道内壁的三维数据和行走机构的姿态角，控制器进行处理，准确获取管道的变形率，从而方便、准确的对管道的变形率进行检测，无须人员进入管道，使得工作效率大大提高、节约大量的人力资源和资金。

主权项

1.一种管道检测装置，其特征在于，包括：行走机构、控制器以及感知设备；所述感知设备安装于行走机构上，用于获取管道内壁三维数据以及所述行走机构于管道内的姿态角，并交于控制器；所述感知设备包括激光测距仪以及惯性测量单元；所述激光测距仪安装在云台上，用于对管道内壁进行扫描，获取对管道内壁的三维数据，所述惯性测量单元安装于基座内部平整的平面上，用于实时获取行走机构于管道内的姿态角；所述控制器控制行走机构于管道内的行走，并接收管道内壁三维数据以及行走机构于管道中的姿态角并进行处理，获取管道的变形率；所述控制器包括微处理器；所述微处理器根据获取的行走机构在管道内的姿态角，对激光测距仪所采集的管道内壁三维数据进行坐标系转换，获取绝对坐标系下的管道内壁三维数据；所述微处理器将绝对坐标系下的管道内壁三维数据投影到行走机构所处的与管道轴线垂直的管道截面上，得到与管道轴线垂直的管道截面上的三维数据；所述微处理器根据管道截面上的三维数据，采用直接最小二乘法进行对管道截面上的三维数据进行曲线拟合，获取拟合后曲线；所述拟合后曲线表示为：$f(x_0,y_0,a,b)=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{[\frac{{(x_i-x_0)}^2}{a^2}+\frac{{(y_i-y_0)}^2}{b^2}-1]}^2$其中，x_i,y_i分别是与管道轴线垂直的管道截面上的三维数据，x₀,y₀为管道中心所在的坐标值，a,b分别为管道截面的长半径和短半径；所述微处理器根据曲线获取管道内壁的长半径和短半径，根据管道内壁的长半径和短半径计算管道内壁的变形率；所述微处理器根据曲线获取管道中心坐标，根据管道中心坐标得出管道的弯曲状况；所述微处理器根据管道的变形率及弯曲状况，对管道进行绘制。