[发明专利]一种采用水下机器人对于输水道井内检测的方法

权利要求书

1.一种采用水下机器人对于输水道井内检测的方法，用于输水道井内检测的水下机器人由水面显示、控制和数据处理分机(1)、水下摄像机(8)、激光尺度仪(9)、五分量声纳(10)、光纤陀螺仪(11)、深度计(12)和水下机器人本体(20)组成；

其特征在于：所述方法的步骤如下：

步骤一：用五分量声纳(10)测量输水道道内的变形度及破损深度：通过水下机器人的旋转使五分量声纳完成输水道一个深度中一个圆周线的测量；

步骤二：用水下摄像机(8)和激光尺度仪(9)的组合，测量输水道道内的横向和纵向裂缝及破损的宽度和高度；令水下机器人以保持水下摄像机始终垂直于道壁的姿态做圆周运动，从而完成输水道一个深度中一个圆周的视频测量；

步骤三：将五分量声纳(10)的图像和水下摄像机(8)所摄视频图像信息进行三维组合，给出输水道内变型度及破损整体状况的定性和定量描述；

步骤四：将深度计(12)给出的深度数据、光纤陀螺仪(11)给出的转角数据和测高数据用水面显示、控制和数据处理分机(1)的视频叠加系统叠加在五分量声纳(10)的图像和水下摄像机(8)所摄视频图像上，以确定深度数据、转角数据以及测高数据对应的输水道具体部位；

步骤五：水下机器人运动到下一个深度层并返回步骤一记录该深度管道内数据；

在所用步骤中水下机器人各器件之间的信息传输采用了水上电光-光电变换器(3)、光电复合电缆(4)和水下电光-光电变换器(5)；整个输水道内部结构的测量数据将实时通过连接水下机器人本体(20)的水下电光-光电变换器(5)和水面显示、控制和数据处理分机(1)的水上电光-光电变换器(3)之间的光电复合电缆(4)由水下传送到水面显示、控制和数据处理分机(1)上，水上电光-光电变换器(3)、光电复合电缆(4)和水下电光-光电变换器(5)为水下机器人传输电能和数据。

2.根据权利要求1所述的一种采用水下机器人对于输水道井内检测的方法，其特征在于步骤一中的五分量声纳(10)根据水声测距的原理，分别在四个水平正交方向和一个垂直向下的测高方向测量出五个点数据，并随着机器人的运动，由水面显示、控制和数据处理分机(1)将实时由水下传来的各测量点数据连成线，形成圆周图像，从而得到输水道内一个断面的变型度及破损深度测量数据。

3.根据权利要求1所述的一种采用水下机器人对于输水道井内检测的方法，其特征在于步骤二中的水下摄像机(8)在水下机器人运动的带动下，进行沿输水管道内壁的圆周运动，摄制出输水管道内壁水下机器人所在深度破损状况的视频图像。

4.根据权利要求1所述的一种采用水下机器人对于输水道井内检测的方法，其特征在于步骤二中的激光尺度仪(9)是利用激光光束扩散小的原理，在水平和垂直方向分别给出一个标准距离的尺度亮点，该尺度亮点叠加在目标的视频图像上。

5.根据权利要求4所述的一种采用水下机器人对于输水道井内检测的方法，其特征在于激光尺度仪(9)给出一个水平和垂直距离为1～5cm的尺度亮点。

6.根据权利要求1所述的一种采用水下机器人对于输水道井内检测的方法，其特征在于水面显示、控制和数据处理分机(1)将每个深度的二维圆周图像数据进一步合成为三维立体图像并以可视化的形式表现出来，进行输水道变形和破损尺度的测量。