[发明专利]管道内壁的检测系统、检测方法及应用

说明书

本发明涉及管道检测技术领域，提供一种管道内壁的检测系统、检测方法及应用，检测系统包括：检测机器人本体(1)、圆环形激光器(2)、相机(3)、点激光器(4)、标板(5)和支撑架(6)；所述检测机器人本体(1)可在管道(11)内壁行走，所述相机(3)设置在检测机器人本体(1)的前部或后部，所述相机(3)的前方或后方设有标板(5)和圆环形激光器(2)，标板(5)和圆环形激光器(2)通过支撑架(6)与检测机器人本体(1)固定连接，所述点激光器(4)设置在管道(11)的入口端，并向标板(5)投射激光点，相机(3)拍摄圆环形激光器(2)发射的圆环形激光条纹(12)和标板(5)上的激光点。本方案能够精确地获得管道内壁的三维形貌。

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，特别是涉及一种管道内壁的检测系统、检测方法及应用。

背景技术

管道长期使用的过程中，在内壁会出现凹坑、凸起、结构伤损或整个管道直线度变形等情况，因此需要对管道内壁进行定期检测。

现有的检测技术有：

第一种，采用测径仪测量每个位置的内壁直径参数。采用这样的方法缺点在于使用前需要用标准量规校正，测量时需要对每一段分别测量且每一次只能测量一个直径，不能测量整个圆，测试效率低且当管道内壁的圆形不规则时，难以确定中心，从而降低检测精度。

第二种，拍摄管道内壁的图像。采用这样的方法缺点在于图像为一张一张的二维平面图像，缺少三维信息，无法准确的构建管道内壁的三维模型。

第三种，利用许多激光束一次性照射到需要构建管道上，接收器接收反射的激光点，通过每一个反射的激光点的角度、强度数据，还原出需要成像的三维物体。采用这样的方法，一般适用于对管道外形的三维构建，如果将这样的方法应用在狭小的管道内壁中，由于需要大范围的激光发射设备和接收设备，容易出现多次反射的现象，在技术上难以实现。

因此，亟需研究一种对管道内壁的检测系统和方法，能够精确地检测出管道内壁的瑕疵情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道内壁的检测系统、检测方法及应用，能够精确地检测出管道内壁的瑕疵情况。

根据本发明的第一个方面，提供一种管道内壁的检测系统，包括：检测机器人本体、圆环形激光器、相机、点激光器、标板和支撑架；

所述检测机器人本体可在管道内壁行走；

所述相机设置在检测机器人本体的前部，所述相机前方设有标板和圆环形激光器；或所述相机设置在检测机器人本体的后部，所述相机后方设有标板和圆环形激光器；

所述标板和圆环形激光器通过支撑架与所述检测机器人本体固定连接，所述点激光器设置在管道的入口端，并向标板投射点激光，所述相机拍摄圆环形激光器发射的圆环形激光条纹和标板上的激光点。

根据本发明一示例实施方式，所述检测系统还包括测距仪，所述测距仪设置在管道的入口端，测量检测机器人本体行走的距离。

所述测距仪采用激光测距仪。

根据本发明一示例实施方式，所述检测系统还包括数据处理计算机，所述数据处理计算机与所述相机、测距仪连接，用于根据相机拍摄的圆环形激光条纹和点激光以及测距仪检测的距离构建管道内壁的三维形貌。

根据本发明一示例实施方式，所述检测机器人本体包括行走轮，使得检测机器人本体能够贴着管道内壁行走。

根据本发明一示例实施方式，所述检测系统还包括电机，所述电机设置在检测机器人本体上，驱动检测机器人本体的行走轮行走。

根据本发明一示例实施方式，所述标板与所述圆环形激光器发射的圆环形激光条纹所在的平面不共面。如果标板与圆环形激光条纹所在的平面共面，则会挡住圆环形激光条纹映在管道内壁。