[实用新型]一种基于机器视觉和声学检测的管道机器人系统

说明书

本实用新型公开了一种基于机器视觉和声学检测的管道机器人系统，包括水听器、放大滤波模块、A/D转换器、摄像头模块、里程计、微处理器、存储模块、无线通信模块、电机驱动模块、直流电机、履带运动模块、云台模块、LED照明模块、电源模块。水听器采集管道内部的声信号；声信号经放大滤波模块、A/D转换器处理后传输到微处理器处理；摄像头模块采集管道内部图像信号；里程计用于计算距离；所述的存储模块用于保存管机器人感知的管内环境信息；所述的电机驱动模块、直流电机运动模块用于控制管道机器人运动；所述的云台模块改变摄像头的方位。本实用新型利用机器视觉和声学检测对泄漏点进行监测，具有漏点检出率高，误判率低，漏点定位准确等特点。

技术领域

本发明涉及管道漏损检测系统，更具体地说，特别涉及声基于机器视觉和声学检测的管道机器人系统。

背景技术

管道在各行各业得到了广泛应用，现代工业、农业及日常生活都离不开管道，管道运输已成为石油、天然气以及生活用水等物质运输的重要途经之一，但管道往往存在着一些内部缺陷，其在使用过程中，由于长时间受振动、重压、腐蚀等作用，管道会不可避免地损坏，产生泄漏等，造成大量的经济损失与环境污染。据调查，我国城市供水管网平均漏损率超过15%，带来了巨大的损失。

在调查中发现，目前的管道漏损检测机器人存在以下问题：第一，对漏损管道的检测方法单一，导致漏点的定位精度较低；第二，管道机器人的运动方式多为被动式，只能在流体的推动下行进，无法处理复杂管网的检漏需求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种基于机器视觉和声学检测的管道机器人系统。

一种基于机器视觉和声学检测的管道机器人系统，包括水听器、放大滤波模块、A/D转换器、摄像头模块、里程计、微处理器、存储模块、无线通信模块、电机驱动模块、直流电机、履带运动模块、云台模块、LED照明模块、电源模块；所述的水听器采集管道内部的声信号；声信号经放大滤波模块、A/D转换器处理后传输到微处理器处理；摄像头模块采集管道内部图像信号后将数据传输到微处理器；里程计用于计算管道机器人在管道中行进的距离；所述的存储模块用于保存管机器人感知的管内环境信息；所述的无线通信模块和PC端进行通信；所述的电机驱动模块、直流电机和履带运动模块用于控制管道机器人运动；所述的云台模块改变摄像头模块的方位；所述的LED照明模块为摄像头模块提供照明；电源模块分别给水听器、放大滤波模块、A/D转换器、摄像头模块、里程计、微处理器、存储模块、无线通信模块、电机驱动模块、云台模块、LED照明模块供电。

所述管道机器人采用的微处理器为ARM11处理器。

所述无线通信模块采用WIFI方式。

所述管道机器人系统采用了标准化接口，预留多个接口可无缝扩展，以便构成传感器阵列提高漏点定位精度。

本实用新型的有益效果在于：

1、基于机器视觉和声学检漏的方法，漏点检出率高，误判率低；本发明在传统声学检漏的基础上加入了基于机器视觉的检漏方法，能检测到传统声学检漏无法检出的漏点，提高检出率，同时又能对声学检漏检出的漏点进一步确认，降低漏点的误判率。

2、管道漏点定位精度高，能分辨漏点的形状和大小；本发明使用高精度的里程计和定位算法，漏点定位误差不超过1米。

3、通过无线通信模块能将管道的环境数据传送到PC进行进一步的分析；

4、系统低功耗工作，续航能力强。本发明采用的模块均为低功耗模块，能够单次连续工作24小时。

附图说明

下面结合附图和实施例对实用新型进一步说明：

图1 是一种基于机器视觉和声学检测的管道机器人系统框图，