[发明专利]基于标准姿态角校正的管道三维模型构建方法和系统

权利要求书

1.一种基于标准姿态角校正的管道三维模型构建方法，其特征在于，包括：

设定管道机器人的标准采集姿态角，记为标准姿态角；

将载有姿态确定设备和获取设备的管道机器人置于管道内部；

管道机器人在设定的位置，通过姿态确定设备获取管道机器人采集姿态角；所述管道机器人在设定的位置，通过姿态确定设备获取管道机器人采集姿态角的步骤包括：通过姿态确定设备中的姿态传感器和/或惯性测量单元获取管道机器人采集时刻的三维姿态数据，作为管道机器人采集姿态角；所述三维姿态数据包括俯仰角、偏航角以及翻滚角中的任一者或任多者组合；所述设定的位置包括时间间隔位置和/或路径间隔位置；所述时间间隔位置是指，管道机器人以设定的速度沿设定的路径前进，在多个设定的时刻下，管道机器人所处的位置；所述路径间隔位置是指，管道机器人沿设定的路径前进，多个设定路径点的位置；

将管道机器人采集姿态角与标准姿态角进行比较：

若管道机器人采集姿态角与标准姿态角的偏移量不大于设定的阈值，则直接通过获取设备采集当前位置的管道横截面轮廓；

若管道机器人采集姿态角与标准姿态角的偏移量大于设定的阈值，则调整获取设备的获取角度后，通过获取设备采集当前位置的管道横截面轮廓；

所述将管道机器人采集姿态角与标准姿态角进行比较的步骤包括：

根据三维姿态数据中的俯仰角和偏航角，将管道机器人采集姿态角与标准姿态角的角度偏移量进行比较：

若管道机器人采集姿态角与标准姿态角的角度偏移量不大于设定的第一阈值，则直接通过获取设备采集当前位置的管道横截面轮廓；

若管道机器人采集姿态角与标准姿态角的角度偏移量大于设定的第一阈值，则通过姿态校正设备调整获取设备的姿态，以使获取设备的实际获取姿态与标准姿态角的角度偏移量不大于设定的第一阈值后，通过姿态调整后的获取设备采集当前位置的管道横截面轮廓；

所述将管道机器人采集姿态角与标准姿态角进行比较的步骤包括：

根据三维姿态数据中的翻滚角，将管道机器人采集姿态角与标准姿态角的旋转偏移量进行比较：

若管道机器人采集姿态角与标准姿态角的旋转偏移量不大于设定的第二阈值，则直接通过获取设备采集当前位置的管道横截面轮廓；

若管道机器人采集姿态角与标准姿态角的旋转偏移量大于设定的第二阈值，则通过姿态校正设备调整获取设备的姿态，以使获取设备的实际获取姿态与标准姿态角的旋转偏移量不大于设定的第二阈值后，通过姿态调整后的获取设备采集当前位置的管道横截面轮廓；

通过各位置的管道横截面轮廓集合，建立基于平行轮廓的管道三维模型。

2.根据权利要求1所述的基于标准姿态角校正的管道三维模型构建方法，其特征在于，参照处于标准采集姿态角下的管道机器人，以管道机器人前进方向为z轴、竖直方向为y轴、水平方向为x轴建立笛卡尔坐标系，则所述俯仰角为管道机器人绕x轴旋转的角度；所述偏航角为管道机器人绕y轴旋转的角度；所述翻滚角为管道机器人绕z轴旋转的角度。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的基于标准姿态角校正的管道三维模型构建方法，其特征在于，所述获取设备包括声呐、雷达以及图像采集设备中的任一者或任多者组合。