[发明专利]一种异形管道内轮廓测量系统及方法

说明书

本发明涉及一种异形管道内轮廓测量方法，确定异形管道内爬行机器人的位置Lsubgt;t/subgt;；得到当前截面在极坐标下的截面测量数据(Lsubgt;i/subgt;，θsubgt;i/subgt;)；在极坐标下将截面测量数据转换到笛卡尔坐标系下测量数据(xsubgt;i/subgt;，ysubgt;i/subgt;)；得到当前截面下的测量轮廓数据(Xsubgt;i/subgt;，Ysubgt;i/subgt;)；得到当前截面下的标准轮廓数据(Xsubgt;ci/subgt;，Ysubgt;ci/subgt;)；将测量轮廓数据与标准轮廓数据进行比对，以判断当前截面下异形管道的内壁是否存在缺陷；爬行机器人继续爬行，并重复上述步骤，以对整个管道进行测量；根据所有测量数据(Xsubgt;i/subgt;，Ysubgt;i/subgt;)和Lsubgt;t/subgt;对整个管道进行三维重建，得到各截面的三维管道模型。有益效果为：通过将测量轮廓数据与标准轮廓数据进行比对，以判断是否存在缺陷，精度更高，效率也有所提高，且不受检测人员主观性限制。

技术领域

本发明涉及管道检测维护领域，具体涉及一种异形管道内轮廓测量系统及方法。

背景技术

目前在油气、冶炼及其它特殊用途的管道，在经过长时间使用后会出现内部磨损、腐蚀及管道整体变形等缺陷情况，而当这些缺陷达到一定的程度时会影响管道的整体使用效果，因此对管道内部缺陷的检测是现代工业领域的一个重要发展方向。

传统管道内壁检测一般采用传统光学观察方法，是指用经验丰富的专业技术人员用内窥镜及光学望远镜对内壁进行人工观察，然后根据观察结果依据个人经验对内壁缺陷进行判断，该方法存在明显的缺陷，首先不能对缺陷给出一个定量的结果，其次检测结果受检测人员主观性限制，最后该方法检测精度和效率均偏低，且适用场景有限，如在狭长管道内壁，因此该方法并不可取。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种异形管道内轮廓测量系统及方法，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种异形管道内轮廓测量方法，包括如下步骤：

S1、确定异形管道内爬行机器人的位置L_t；

S2、在当前位置控制机器人头部从任意角度开始匀速旋转，同步启动光电开关，光电开关按固定的频率开始计数，当检测到起点位置时，将起点位置记为第1个数，直到头部旋转一圈后再次回到起点，结束计数，一圈共计数i个，在光电开关每次计数时，头部上的激光位移传感器跟随旋转，并向异形管道的内壁发射测量激光，同步读取激光位移传感器的测量数值，将角度θ_i和激光位移传感器测距数据L_i一一对应，得到当前截面在极坐标下的截面测量数据(L_i，θ_i)；

S3、在极坐标下将截面测量数据(L_i，θ_i)通过坐标变换转换到笛卡尔坐标系下测量数据(x_i，y_i)；

S4、通过找中算法找到(x_i，y_i)的轮廓中点(x₀，y₀)，然后将(x_i，y_i)进行平移操作，得到当前截面下的测量轮廓数据(X_i，Y_i)，该数据的轮廓中心即为标准管道的轮廓中心；

S5、通过爬行机器人当前位置L_t，以及通过爬行机器人机身中的陀螺仪获取机身三维倾斜角度(α_i，β_i，γ_i)，并结合管道设计标准图纸，可得到当前截面下的标准轮廓数据(X_ci，Y_ci)；