本發(fā)明涉及市政排水，尤其涉及一種市政排水管道清理裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在實(shí)際的管道維護(hù)中，核心技術(shù)難題在于如何在保障管道清理工作效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對管道內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)、全面的檢測和評估。目前的管道清理多采用噴射設(shè)備進(jìn)入到管道內(nèi)進(jìn)行沖刷清理，但不能準(zhǔn)確反饋清理效果。另外一般管道在服役一定年限后才需要進(jìn)行清理，由于管道內(nèi)壁粘接有不同種類的異物，因此在清理后可能產(chǎn)生或者可能暴露先前已經(jīng)存在而被異物覆蓋的管道缺陷，例如管道裂縫、坡口、脫口等缺陷，這些缺陷在管道內(nèi)壁異物粘接的情形下，不易通過管道內(nèi)流體的參數(shù)變化顯露出來，但在管道清理后則容易產(chǎn)生或暴露不同種類的管道缺陷，在清理管道時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道缺陷對管道系統(tǒng)運(yùn)維具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的，是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，準(zhǔn)確的說是針對現(xiàn)有技術(shù)對在管道清理時(shí)可能產(chǎn)生或暴露的管道缺陷的技術(shù)問題的忽視，提出一種管道清理裝置及方法，以實(shí)現(xiàn)在管道清理的同時(shí)，完成在清理前和清理后對管道內(nèi)壁進(jìn)行圖像采集并分析處理，評價(jià)管道清理效果并研判管道缺陷，即使對管道系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，

2、本發(fā)明的第一方面，提供了一種市政排水管道清理裝置及方法，主要包括：

3、包括移動(dòng)式噴射清理裝置和圖像采集分析系統(tǒng)，所述移動(dòng)式噴射清理裝置用于對管道進(jìn)行清理，所述圖像采集分析系統(tǒng)設(shè)置在所述移動(dòng)式噴射清理裝置的頭部，用于在清理管道的同時(shí)采集管道內(nèi)圖像數(shù)據(jù)，并分析生成管道內(nèi)部的三維模型，以實(shí)現(xiàn)對管道內(nèi)部缺陷的可視化檢查。進(jìn)一步的，所述移動(dòng)式噴射清理裝置包括行走機(jī)構(gòu)、高壓水泵、噴頭組件，所述行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述高壓水泵和噴頭組件在管道內(nèi)移動(dòng)，對管道內(nèi)壁進(jìn)行清理。進(jìn)一步的，所述圖像采集分析系統(tǒng)包括圖像采集單元、圖像處理單元、三維建模單元和和存儲單元，所述圖像采集單元用于采集管道內(nèi)部圖像，所述圖像處理單元用于對采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述三維建模單元根據(jù)處理后的圖像數(shù)據(jù)構(gòu)建管道內(nèi)部三維模型，所述存儲單元用于存儲生成的三維模型。進(jìn)一步的，所述圖像采集單元包括至少一個(gè)攝像頭，攝像頭設(shè)置在行走機(jī)構(gòu)的端部，用于多角度采集管道內(nèi)壁圖像數(shù)據(jù)，獲得管道內(nèi)壁的全景圖像。進(jìn)一步的，所述圖像處理單元對采集到的管道內(nèi)壁圖像進(jìn)行畸變校正、圖像增強(qiáng)等預(yù)處理，提高圖像質(zhì)量，為后續(xù)三維建模提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，所述三維建模單元采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，根據(jù)獲取的管道內(nèi)壁圖像數(shù)據(jù)，重建管道內(nèi)部三維幾何模型，以實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維可視化。進(jìn)一步的，所述圖像采集分析系統(tǒng)還包括缺陷識別單元，用于在生成的管道內(nèi)部三維模型中檢測和定位管道缺陷，并判斷缺陷類型和嚴(yán)重程度。

4、本發(fā)明的第二方面，提供一種市政排水管道清理方法，采用上述任一項(xiàng)所述的市政排水管道清理裝置，具體包括如下步驟：

5、將行走機(jī)構(gòu)放入待清理排水管管口，將高壓水泵與進(jìn)水管和水源連接；

6、開啟圖像采集分析系統(tǒng)，并啟動(dòng)高壓水泵，牽引行走機(jī)構(gòu)沿排水管內(nèi)前進(jìn)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)噴射部在前進(jìn)模式下對排水管內(nèi)壁進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴射清理，同時(shí)圖像采集分析系統(tǒng)采集并分析管道內(nèi)壁圖像數(shù)據(jù)，生成管道內(nèi)壁第一三維模型；

7、當(dāng)前進(jìn)模式清理完成后，牽引行走機(jī)構(gòu)后退，所述轉(zhuǎn)動(dòng)噴射部在前后退模式下繼續(xù)對排水管內(nèi)壁進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴射清理，同時(shí)圖像采集分析系統(tǒng)采集并分析管道內(nèi)壁圖像數(shù)據(jù)，生成管道內(nèi)壁第二三維模型；

8、比較分析第一三維模型和第二三維模型，評價(jià)清理效果，并識別管道內(nèi)是否存在管道缺陷。

9、本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

10、本發(fā)明公開了一種管道清理及檢測方案，本發(fā)明通過移動(dòng)式噴射清理裝置和圖像采集分析系統(tǒng)來解決該問題，移動(dòng)式噴射清理裝置利用行走機(jī)構(gòu)、高壓水泵和噴頭組件在清理管道的同時(shí)，其頭部的圖像采集分析系統(tǒng)進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集，圖像采集單元利用攝像頭多角度拍攝獲取管道內(nèi)壁全景圖像，經(jīng)由圖像處理單元進(jìn)行圖像處理，再通過三維建模單元運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)重構(gòu)管道內(nèi)部三維模型，實(shí)現(xiàn)了在清理過程中同步完成管道內(nèi)部狀態(tài)的高精度檢測與評估，使維護(hù)人員能夠迅速而直觀地了解管道內(nèi)部狀態(tài)。

技術(shù)特征：

1.一種市政排水管道清理裝置，其特征在于，包括移動(dòng)式噴射清理裝置（10）和圖像采集分析系統(tǒng)（20），所述移動(dòng)式噴射清理裝置（10）用于對管道進(jìn)行清理，所述圖像采集分析系統(tǒng)（20）設(shè)置在所述移動(dòng)式噴射清理裝置（10）的頭部，用于在清理管道的同時(shí)采集管道內(nèi)圖像數(shù)據(jù)，并分析生成管道內(nèi)部的三維模型，以實(shí)現(xiàn)對管道內(nèi)部缺陷的可視化檢查。

2.如權(quán)利要求1所述的市政排水管道清理裝置及方法，其特征在于，所述移動(dòng)式噴射清理裝置（10）包括行走機(jī)構(gòu)（11）、高壓水泵（12）、噴頭組件（13），所述行走機(jī)構(gòu)（11）帶動(dòng)所述高壓水泵（12）和噴頭組件（13）在管道內(nèi)移動(dòng)，對管道內(nèi)壁進(jìn)行清理。

3.如權(quán)利要求1所述的市政排水管道清理裝置，其特征在于，所述圖像采集分析系統(tǒng)（20）包括圖像采集單元（21）、圖像處理單元（22）、三維建模單元（23）和存儲單元（25），所述圖像采集單元（21）用于采集管道內(nèi)部圖像，所述圖像處理單元（22）用于對采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述三維建模單元（23）根據(jù)處理后的圖像數(shù)據(jù)構(gòu)建管道內(nèi)部三維模型，所述存儲單元（25）用于存儲生成的三維模型。

4.如權(quán)利要求3所述的市政排水管道清理裝置，其特征在于，所述圖像采集單元包括至少一個(gè)攝像頭（24），攝像頭（24）設(shè)置在行走機(jī)構(gòu)（11）的端部，用于多角度采集管道內(nèi)壁圖像數(shù)據(jù)，獲得管道內(nèi)壁的全景圖像。

5.如權(quán)利要求3所述的市政排水管道清理裝置，其特征在于，所述圖像處理單元（21）對采集到的管道內(nèi)壁圖像進(jìn)行畸變校正、圖像增強(qiáng)等預(yù)處理，提高圖像質(zhì)量，為后續(xù)三維建模提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

6.如權(quán)利要求3所述的市政排水管道清理裝置，其特征在于，所述三維建模單元（23）采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，根據(jù)獲取的管道內(nèi)壁圖像數(shù)據(jù)，重建管道內(nèi)部三維幾何模型，以實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維可視化。

7.如權(quán)利要求1所述的市政排水管道清理裝置，其特征在于，所述圖像采集分析系統(tǒng)（20）還包括缺陷識別單元（24），用于在生成的管道內(nèi)部三維模型中檢測和定位管道缺陷，并判斷缺陷類型和嚴(yán)重程度。

8.如權(quán)利要求2所述的市政排水管道清理裝置，其特征在于，所述噴頭組件（13）包括進(jìn)水管（131）和轉(zhuǎn)動(dòng)噴射部（133），所述進(jìn)水管（131）端部設(shè)有一球頭（132），所述轉(zhuǎn)動(dòng)噴射部（133）轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述球頭（132）上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)噴射部（133）內(nèi)構(gòu)造有多個(gè)朝順時(shí)針或者逆時(shí)針陣列的噴射道（134），所述噴射道（134）構(gòu)造成曲線，且噴射道（134）的出口與進(jìn)水管（131）之間形成15°-30°的夾角。

9.一種市政排水管道清理方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的市政排水管道清理裝置，具體包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N市政排水管道清理裝置及方法，該裝置包括：包括移動(dòng)式噴射清理裝置和圖像采集分析系統(tǒng)，移動(dòng)式噴射清理裝置用于對管道進(jìn)行清理，圖像采集分析系統(tǒng)設(shè)置在所述移動(dòng)式噴射清理裝置的頭部，用于在清理管道的同時(shí)采集管道內(nèi)圖像數(shù)據(jù)，并分析生成管道內(nèi)部的三維模型，以實(shí)現(xiàn)對管道內(nèi)部缺陷的可視化檢查。本發(fā)明通過移動(dòng)式噴射清理裝置和圖像采集分析系統(tǒng)來解決該問題，移動(dòng)式噴射清理裝置利用行走機(jī)構(gòu)、高壓水泵和噴頭組件在清理管道的同時(shí)，其頭部的圖像采集分析系統(tǒng)進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集，圖像采集單元采集圖像后，經(jīng)圖像處理單元進(jìn)行圖像預(yù)處理，再通過三維建模單元運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)重構(gòu)管道內(nèi)部三維模型，實(shí)現(xiàn)了在清理過程中同步完成管道內(nèi)部狀態(tài)的高精度檢測與評估。

技術(shù)研發(fā)人員：黃濤,李春立,張玉峰,周友均,王鑫鵬,郭少華,齊堯樂,萬蓉,熊鑫,劉剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長江生態(tài)環(huán)保集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28