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管道内壁的三维扫描装置

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2023-07-14 15:07:59

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-08-03 11:24:47
本实用新型公开了一种管道内壁的三维扫描装置。该三维扫描装置包括:圆形激光器,用于在在管道内运动并向所述管道内壁发射环形激光,以在所述管道内壁形成环形的激光条纹;双目摄像装置,用于在在管道内运动并从两个不同角度同步获取每个时刻的所述激光条纹的图像信息。通过控制圆形激光器和双目摄像装置在管道内移动,可动态获取激光条纹的实时图像信息,从而实时获取管道内壁的图像信息,可实现高精度的管道内壁的三维图像重建。另外通过采用环形激光实现360度扫描,可更快速地且更全面地获取管道内壁的图像信息,同时也降低了成本。
移动装置30上还设置有传感器50,传感器50用于记录每个时刻的双目摄像装置的位姿参数。传感器50获取的位姿参数包括每个时刻双目摄像装置的当前位置与所述双目摄像装置的初始位置的距离以及每个时刻双目摄像装置的姿态。进一步地,三维扫描装置还包括处理器,其中,处理器40分别与双目摄像装置20和传感器50通信连接。处理器40用于根据图像信息得到每个时刻的激光条纹10a的中心点在对应于每个时刻下的双目摄像装置坐标系中的三维坐标以及根据多个时刻的三维坐标和双目摄像装置的位姿参数对管道内壁进行三维重建。

管道作为一种重要的输送装置,广泛应用于电力传输、城市排污、石油化工等领域。管道对我们生活的作用就像动脉之于人体,有着举足轻重的作用。然而,形式多变、种类繁多的管道问题会随着管道使用时间的增加不断出现,如管道的意外破损、材质的老化、管壁化学腐蚀、裂缝和杂物侵入等,如果不能发现并解决这些问题就会埋下隐患。为了提高管道的使用寿命并确保安全,对管道进行定期检测和维护势在必行。

目前管道的维护主要依赖于人工的肉眼检测,对管道缺陷的检测精度及自动化、智能化都不是很高。而且,据统计,我国现有的管道网络超过2/3都没有详细的管道内部环境三维数据,管道内部的情况无从得知。鉴于此,最近出现了基于轮式移动机器人的管道巡检装置,通过机器人装载的闭路电视系统,记录管道内的画面情况,由地面人员做出判断,但由于缺少管道内部的三维信息,因此很多信息仍无从获知,如管道内障碍物的距离、大小,管道内壁缺陷的三维尺寸等等,随着智能检测技术的发展,对于地下管道的三维可视化逐渐成为迫切的需求,但目前还没有一种很好的技术手段可以实现这一功能。针对上述问题,对现有文献进行了检索:

发明人:宋展 联系方式:0755-86392458 中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力,推动我国自主知识产权新工业的建立,成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统,由九个研究平台,国科大深圳先进技术学院,多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究,促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

有益效果

本实用新型公开的一种管道内壁的三维扫描装置,通过控制圆形激光器和双目摄像装置在管道内移动,可动态获取激光条纹的实时图像信息,从而实时获取管道内壁的图像信息,可实现高精度的管道内壁的三维图像重建。另外通过采用环形激光实现360度扫描,可更快速地且更全面地获取管道内壁的图像信息,同时也降低了成本。

技术合作

本实用新型公开的管道内壁的三维扫描装置,通过控制圆形激光器和双目摄像装置在管道内移动,可动态获取激光条纹的实时图像信息,从而实时获取管道内壁的图像信息,便于后续进行三维模型的重建。另外通过采用环形激光实现360度扫描,可更快速地且更全面地获取管道内壁的图像信息,同时也降低了成本。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述,虽然已表示和描述了一些实施例,但本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下,可以对这些实施例进行修改和完善,这些修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。