[发明专利]一种检测缺陷的管道机器人及其控制方法与控制系统

说明书

本发明提供了一种检测缺陷的管道机器人及其控制方法与控制系统，主要是利用脉冲加热器对管道进行脉冲加热的同时，利用热像仪对所述管道进行热影像撷取，之后将撷取的结果转成二维热影像矩阵数据后，再依序进行相似度比对、权重值运算、行特征映像运算，最后得到一输出矩阵，最后将所述输出矩阵的各成分进行重新排列，得到一缺陷分析数据。如此一来可以有较快速且在较少失真的前提下，达到检测管道缺陷的效果。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种检测缺陷的管道机器人及其控制方法与控制系统。

背景技术

目前对于管道的检测、维修，或是管道内状态探勘，又或者对于管道内淤积进行清理，大多采用管道机器人来完成。其中关于管道的检测，大多倚赖影像辨识来完成。然而，影像辨识仅能辨识管道内壁表面的缺陷，对于管道结构上的缺陷则是难以辨识，也因此，本发明者认为此种问题需要被解决，而开始思考解决的办法。

发明内容

本发明解决的问题是前述管道机器人在辨识管道的缺陷时，仅能判断管道表面的缺陷，对于结构上的缺陷则是难以辨识。

为解决上述问题，本发明提供一种检测缺陷的管道机器人及其控制方法与控制系统，其技术方案如下：

本发明主要是管道机器人本体在管道内时，用远程遥控的方式，又或者利用预设路线规划的方式，让所述管道机器人本体在所述管道内移动，于检测所述管道内是否有发生缺陷时，主要是先利用脉冲加热器，利用脉冲的方式让所述管道快速升温，同时利用热像仪来撷取所述管道的热影像数据，得到复数热影像撷取数据。

接着，处理器再将所述复数热影像撷取数据制作成二维热影像矩阵数据，再将所述二维热影像矩阵数据中相邻二成分进行相似度比对，当二成分比对结果为近似时，将所述二成分进行标记。在全部的成分都做完相似度比对，或是在进行相似度比对的同时，再对二成分进行权重值计算，当所述二成分之间有标记时，则根据公式计算其权重值，当所述二成分之间没有标记时，则权重值设为0，计算完全部权重值后得到一权重矩阵。

所述处理器在取得所述权重矩阵以后，先根据所述权重矩阵运算出一对角矩阵，再所述对角矩阵、一拉普拉斯矩阵，及所述二维热影像矩阵数据进行特征映像运算，得到复数特征向量及复数特征值，再将所述复数特征向量根据所述复数特征值进行排列，得到一投影矩阵，再根据所述投影矩阵及所述二维热影像矩阵数据进行运算，得到一输出矩阵。最后，所述处理器根据所述输出矩阵的各成分进行重新排列，得到一缺陷分析数据。

本发明主要将各像素定义为一个数据点，以达到利用区域结构的想法，并将三维热影像矩阵数据降成二维热影像矩阵数据，如此一来可以有较快速且在较少失真的前提下，达到检测管道缺陷的效果。

附图说明

图1为本发明的实施例示意图1；

图2为本发明的实施例示意图2；

图3为本发明的实施例示意图3；

图4为本发明各组件的链接示意图；

图5为本发明热检测结果示意图；

图6为本发明工作流程图。

附图标记说明：

A-管道；B-轨道；C-控制中心；D-缺陷；1-管道机器人本体；2-脉冲加热器；3-热像仪；4-处理器；5-轮具组；6-动力轮组；7-刹车单元；8-夹制单元；9-流速侦测单元；0-定位单元。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

请看图1至图4所示，本发明是关于一种检测缺陷的管道机器人及其控制方法与控制系统，本发明主要包括：