[发明专利]一种管道内激光雷达检测方法、系统及设备

说明书

本发明提供一种管道内激光雷达检测方法、系统和设备，其中，所提供的方法包括：获取任一时间点上，管道探测器在管道中的位置，以及该时间点管道探测器的姿态信息；获取任一时间点上，管道探测器上搭载的激光雷达扫描获取的管道内横截面信息；将同一时间点上所述的位置、姿态信息和管道内横截面信息相对应，得到管道内任意位置的横截面信息。本发明通过在管道探测器上搭载激光雷达，获取管道内的横截面信息，拼接后形成整个管道内的横截面信息，即可实现检测管道内的目的；由于采用的是激光雷达，对周围环境和视觉效果无要求，所以得到的管道内的横截面信息比摄像头更加精确。

技术领域

本发明属于管道检测技术领域，具体涉及一种管道内激光雷达检测方法、系统及设备。

背景技术

管道内检测是指通过驱动检测器在管道内运行，实时检测和记录管道的变形、腐蚀等损伤情况，并准确定位的作业。通过管道内检测可事先发现各种缺陷和损伤，了解各管段的危险程度，可预防和有效减少事故并节约管道维修资金，是保证管道安全的重要措施。

在现有的管道内检测技术中，最常规的方案是通过管道机器人搭载摄像头对管道内进行视频拍摄，从而获得管道内的状态信息。然而，在检测过程中，管道环境存在较多变化，管道内部光线不足，使得摄像头在管道内成像效果较差，无法准备获得管道内的状态信息。

目前一些常规的解决方案往往是使用红外摄像头或者采用照明设备辅助进行拍摄，以获取更好的成像结果；亦或者是在检测设备上搭载声呐，来加强含水管道中检测效果。

现有的管道内检测中，针对排水管道内部有水时，若采用传统潜望镜方式进行观测，则镜头拍摄会因受到水体影响而不能正常工作或拍摄效果较差。而采用CCTV的检测方式则需要进行堵水、停水等手段确保管内水位在管径的1/3以下。堵水、停水等手段既加大了检测的工作量及工作时间，也会给正常的生产工作带来影响。同时针对无水管道，难以通过摄像头或者声呐有效获得管道底部的淤积量信息。在这类条件下，利用排水管道机器人携带摄像装置进入排水管道进行检测具有一定的局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种管道内激光雷达检测方法、系统及设备，提高管道内检测效果。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种管道内激光雷达检测方法，本方法包括：

获取任一时间点上，管道探测器在管道中的位置，以及该时间点管道探测器的姿态信息；

获取任一时间点上，管道探测器上搭载的激光雷达扫描获取的管道内横截面信息；

将同一时间点上所述的位置、姿态信息和管道内横截面信息相对应，得到管道内任意位置的横截面信息。

按上述方法，所述获取任一时间点上，管道探测器在管道中的位置的步骤，具体包括：通过计米器计算管道探测器在管道中行驶的距离，获取所述的管道探测器在管道中的位置。

按上述方法，所述的管道探测器的姿态信息通过惯性测量单元获取，其中，所述管道探测器的姿态信息至少包括管道探测器的仰角、翻转角和航向角。

按上述方法，本方法还包括：将管道内所有位置的横截面信息进行组合，得到整个管道内的三维图像信息。

按上述方法，所述的管道内横截面信息具体获取步骤如下：

激光雷达通过向管道内壁以一定的发射频率发送脉冲激光，接收脉冲激光被管道内壁反射的回波信号，根据脉冲激光和回波信号的时间差获取激光雷达与管道内壁的距离，从而获得管道内横截面信息。

按上述方法，所述的脉冲激光的发射频率根据管道探测器的行驶速度进行调节。

按上述方法，激光雷达的脉冲激光发射频率大于或等于5Hz，每一横截面扫描点至少为600个。

一种管道内激光雷达检测系统：本系统包括：