[发明专利]一种非开挖地下管线探测系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道领域，尤其是一种非开挖地下管线探测系统及其实现方法。

背景技术

非开挖地下管道技术兴起后,市政基础设施地下工程施工前必须开展地下管线探查工作，并在施工过程中根据现场情况进行必要的跟踪探测。现有以电磁感应原理为基础技术的探测仪器普遍存在受管道自身材质、埋管深度、环境等问题影响，无法实现复杂地下管网的精确定位。

发明内容

为了解决以电磁感应原理为基础技术的探测仪器普遍存在受管道自身材质、埋管深度、环境等因素，无法实现复杂地下管网的精确定位的问题，本发明的目的是提供一种非开挖地下管线探测系统及其实现方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种非开挖地下管线探测系统，其包括可移动的地下管道探测机器人、存储器单元以及管线模型重建软件，所述可移动的地下管道探测机器人包括处理器，以及分别与之电连接的姿态传感器、计程装置和管道状态检测传感器；所述姿态传感器用于采集可移动的地下管道探测机器人在底下管道中探测的姿态信息并传输到处理器；所述计程装置用于采集可移动的地下管道探测机器人的行进路程信息并传输到处理器，所述处理器根据姿态信息和行进路程信息计算生成相应的离散的位置坐标；所述管道状态检测传感器用于采集地下管道各个位置的管道状态信息并传输到处理器；所述存储器单元，用于接收并储存处理器处理后的离散的位置坐标与管道状态信息；所述管线模型重建软件，用于读取存储器中的信息，并在PC端生成和显示地下管道的三维模型。

设有运动机构载体，用于固定管道探测机器人，且二者在运动轨迹与管道曲线保持一致。

所述计程装置采用高精度编码器，所述姿态传感器包括高精度电子罗盘以及加速度计、陀螺仪。

所述管道状态检测传感器可连续采集管道状态信息，或按设定的距离定点检测管道状态信息。

所述存储器单元采用SD卡或者云存储。

所述处理器与存储器单元通过无线传输。

一种非开挖底下管线探测系统的实现方法，其步骤为，

步骤1、利用可移动的地下管道探测机器人采集并处理离散的位置坐标与管道状态信息；

步骤2、处理器将处理后的离散的位置坐标与管道状态信息发送到存储器单元；

步骤3、在PC端对存储器单元进行数据读取，并导入到管线模型重建软件中，由管线模型重建软件拟合出连续的三维管线模型。

在步骤3中，管线模型重建软件读取离散的位置坐标，建立相应的空间坐标系，并计算离散的位置信息所对应的坐标，利用曲线拟合技术将各个离散的坐标点拟合成连续的三维管线模型。

在离散的空间坐标点不足以构成连续的曲线情况下，局部采用近似圆弧的方法进行曲线拟合。

在处理不同段之间连接的不光顺部分，采用局部加权拟合、迭代的方法使其成为连续、平滑的曲线。

本发明利用可移动的地下管道探测机器人得到离散的位置坐标与管道状态信息，再经管线模型重建软件拟合出连续的三维管线模型，测量精度更高，具有不易受环境电磁干扰，不易受管道埋深深度影响的突出优点。

附图说明

图1为本发明非开挖地下管线探测系统结构图。

图2为本发明管道探测机器人实现流程图。

图3、图4为本发明计算机管线模型重建软件实现过程。

图5为本发明离散点圆弧曲线拟合方法的示意图。

图6、图7为本发明离散空间坐标点直接增加多个点实现连续化的示意图。

图8为本发明具有管道状态信息的三维管线模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：