[发明专利]管道检测路径规划方法

权利要求书

1.一种管道检测路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、获取管道外形原始的三维点云数据，并对所述三维点云数据进行预处理；

b、根据预处理过后的三维点云数据寻找管道的边界点并建立工件坐标系；

c、获取管道截面位置及搜索方向，计算截面各项参数；

d、搜索退出判定；

e、截面修正判定；

f、修正截面位置及搜索方向；

g、计算截面参数并向搜索方向运动适当步距寻找新的截面；

h、建立路径节点位姿。

2.根据权利要求1所述的管道检测路径规划方法，其特征在于，在步骤a中，通过3D激光扫描仪获取管道外形原始的三维点云数据。

3.根据权利要求2所述的管道检测路径规划方法，其特征在于，所述步骤b具体包括以下步骤：

b1、寻找三维点云数据中的某一边界点O：通过求取点云质心，寻找距离点云质心最远的点作为边界点O；

b2、基于步骤b1中找到的点以边界点O为坐标原点，以点O坐标数据建立平移矩阵，建立工件坐标系；

b3、将三维点云数据从扫描仪坐标系下转换到工件坐标系下。

4.根据权利要求3所述的管道检测路径规划方法，其特征在于，所述步骤c具体包括以下步骤：

c1、由指定平面截取管道平面，并将截面附近一定范围内的点投影到截面上；

c2、寻找截面上非共线的3个点P₁、P₂、P₃：截面上距离工件坐标系原点O最近的点P₀(x₀y₀ z₀)，以点P₀为基点，寻找截面上距离点P₀最远的点P₁，将P₁投影到z＝0平面上得新点P₁(x₁y₁ 0)，以欧式距离寻找截面上距离P₁最远点P₂(x₁ y₂ z₂)，将点P₂投影到z＝0平面上得到新点P₂(x₁ y₂ 0)，以P₁，P₂作为椭圆长轴，取其中点为圆心O₁,可知O₁(x₁ (y₁+y₂)/2 0)；在截面上寻找y方向上距离O₁最近的点P₃(x₁ y₃ z₃)，将P₃移动至O₁点z轴方向上得到第三点P₃(x₁(y₁+y₂)/2 z₃)；

c3、基于步骤c1中得到的点，以|O₁P₁|＝r₁、|O₁P₃|＝r₂分别为长短半轴，构造平面X₁，以O₁、P₃构造矢量S₁,以O₁、P₁构造矢量S₂，计算X₁的法向矢量n₁。

5.根据权利要求4所述的管道检测路径规划方法，其特征在于，在步骤d中，利用截面数据能否完成构建椭圆截面的条件来判断管道检测路径是否完成，当截面上的数据点少于能进行拟合椭圆时视为满足条件退出搜索。