[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种对输水道井内检测的方法。

背景技术

高压输水道是抽水蓄能电站进行调峰发电的最重要的组成部分。通常以高山作为依托，用钢筋混凝土作原材料，修建成管道式直井或斜井。其内径为几米，长为几百米至上千米。由于其昼夜不停的抽水蓄能和放水发电的高速循环使用，以及在蓄满水时须承受几百米高水头的水压，因而钢筋混凝土材料受到的冲刷、高低压循环挤压等情况十分严重。正因为如此，由于材料老化等造成的破损、裂缝的缺陷，将会迅速扩大，直至造成管道的崩塌。一旦出现这种情况，将会带来不可估量的经济损失。我国自上个世纪九十年代，第一个抽水蓄能电站-华东天荒坪抽水蓄能电站建成并运行十多年来，无法进行输水道内部状态检查。该电站曾试图用人工手持高分辨率摄像机，在水道内水面一浮伐上进行摄像的办法进行检查。然而，由于水道内湿度极大，摄像机的镜头被水气所遮挡，根本无法看清周围管道壁的情况；也曾计划用绳索系一小仪器车的办法，在放空水道水后进行检测，这种方法存在实施复杂、难度大，测量精度低的问题。

发明内容

本发明为了解决现有人为测量方法所存在的测量外界因素干扰多、测量难度大、测量精度低的问题，而提出了一种采用水下机器人对于输水道井内检测的方法。

本发明的步骤如下：

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、光电复合电缆和水下电光-光电变换器；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的水下电光-光电变换器和水面显示、控制和数据处理分机的水上电光-光电变换器之间的光电复合电缆由水下传送到水面显示、控制和数据处理分机上，水上电光-光电变换器、光电复合电缆和水下电光-光电变换器为水下机器人传输电能和数据。

我国目前尚没有对这种高压输水道内部状态进行科学检测的手段。本发明集合了声纳系统、水下机器人、水下探测、图像处理等多个领域的科研工作经验，并融入了近年来这些技术领域的新发展而产生的。本发明还采用数字图像增强技术提高可视化的效果。本发明的水下机器人可检测一千米内的斜井和直井式输水道，也可用于类似水中结构物内部的检测。

附图说明

图1是实现本发明方法的装置结构示意图；图2是本发明流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中用于输水道井内检查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；

本实施方式步骤如下：

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；

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；

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，以确定各测量图像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。

水下机器人运动到下一个深度层时，重复步骤一到五，检测和记录该深度管道内数据，如此往复循环检测，直至全部检测完为止。