[发明专利]一种锅炉内壁巡检方法及系统

说明书

本发明为一种锅炉内壁巡检方法和系统，属于无人机室内3D扫描建模领域；提出一种用于锅炉内部巡检的方法和适合该巡检方法的系统；技术方案为：一种锅炉内壁巡检方法的步骤依次数据对比为：锅炉内壁初始3D建模，锅炉内壁巡检和数据对比；一种锅炉内壁巡检系统，所述锅炉内壁巡检系统包括：建模无人机子系统和巡检无人机子系统；所述建模无人机子系统为巡检无人机子系统提供锅炉空间数据和锅炉内壁3D扫描建模数据。

技术领域

本发明为一种锅炉内壁巡检方法和系统，属于无人机室内3D扫描建模领域。

背景技术

火电厂的锅炉是电厂核心的发电生产设备之一。其体积庞大，特别是超超临界的百万等级锅炉，其最高约100m左右，内部跨度可达60m，深度40m左右。锅炉内部煤粉燃烧的环境复杂恶劣，需要长期在超超临界高温高压参数的水蒸气条件下长期稳定的运行。因此，设备可靠性和巡检质量的要求非常高，保障锅炉安全运行具有至关重要的意义。对锅炉停机检测的工作，一般采用搭设大型脚手架或升降式大平台后进行人工检测法。检验员在脚手架上通过目测或仪器发现锅炉炉内可能存在的腐蚀、裂纹、变形、磨损等缺陷。传统的检测方式需要搭建大量脚手架等准备工作，工作量庞大、工期长、危险系数高，并且对检验员的技能和经验要求较高。

为了提高效率和安全系数，我公司提出采用无人机3D扫描方式收集锅炉内部物理信息。但是锅炉内部与外界信号沟通不畅，无人机无法接受GPS信号，造成室内无法定位，进而影响无人机无法进行3D扫描。

另外，锅炉内部狭窄、空间高；利用常规(SLAM)算法同步定位和地图构建无法对锅炉内部环境数据全部收集，具体而言，无人机上方环境数据无法扫描到，导致无人机上升时，无法准确判断上方是否存在障碍物。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于锅炉内部巡检的方法和适合该巡检方法的系统。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

一种锅炉内壁巡检方法，所述锅炉内壁巡检步骤为：

第一步，锅炉内壁初始3D建模，具体3D建模步骤为：

1)在锅炉进风口或者烟囱位置设置飞行起点；

2)建模无人机自飞行起点起飞，路径规划模块开始工作，所述激光雷达A采集建模无人机上方物理环境数据，激光雷达B采集建模无人机至少一个侧面的物理环境数据，结合陀螺仪生成的惯性导航数据，分别绘制建模无人机上方地图和建模无人机某一侧面地图；

3)激光测距雷达周期采集无人机距离飞行起点高度；

4)根据上方地图和侧面地图控制无人机在锅炉内飞行，每次飞行一定高度后启动建模扫描模块生成锅炉内三维模型数据；

5)巡检扫描模块扫描过程中，激光雷达D采集参数用于计算建模无人机侧面地图中的水平位置参数，激光测距雷达启动用于计算建模无人机高度参数，如此实现计算建模扫描模块扫描过程中建模无人机实时位置参数；

6)根据建模无人机实时位置参数以及建模扫描模块扫描数据，确定锅炉内壁三维坐标参数，如此大量的锅炉内壁三维坐标参数组合生成锅炉内壁建模3D模型；

第二步，锅炉内壁巡检，具体巡检步骤为：

1)在锅炉进风口或者烟囱位置设置飞行起点；

2)巡检无人机自飞行起点起飞，巡检无人机加载上方地图数据，启动激光测距仪检测巡检无人机高度，激光雷达D与陀螺仪的数据采用Geo技术生成巡检无人机某一侧面地图；

3)巡检无人机根据侧面地图和高度确定自身位置；

4)激光测距仪周期采集巡检无人机距离飞行起点高度；

5)巡检无人机根据上方地图以及自身位置参数自动规划巡检路径；