基于主動式全景視覺的管道形變檢測及三維重構技術的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的運輸方式有鐵路、公路、水運和空運，而管道運輸作為第五種運輸方式，尤其是用于化工產品的運輸，容易造成腐蝕等病害問題。鑒于上述原因，需要一種自動化、智能化的健康檢測技術定期對管道進行全方位監(jiān)測和維護。因此，本文提出一種適用于管道形貌檢測的3D全方位視覺檢測方法和相應的傳感器。
　　本文主要研究內容及成果包括:
　　1.針對管道內部空間狹小、鋪設距離長的特點，設計了一種管道爬行機器人，以便檢測裝置在管道內自由爬行、快速檢測。

2、
　　2.為了獲取管道內部全景圖像，根據折反射成像原理能夠使任何距離的物點都能清晰成像的特性，設計了一種即使在狹小管道空間內也能獲取較大垂直視場全景影像的全景視覺傳感器(Omni-directional Vision Sensor，ODVS)。
　　3.為了對管道內部進行精確測量，根據結構光視覺檢測原理，將ODVS與全景激光發(fā)生器結合并統(tǒng)籌其幾何關系設計了一種能夠對管道內部進行全景掃描從而實現(xiàn)精確三維測量與重構的主動式全景視

3、覺傳感器(Active Stereo Omni-directional Vision Sensor,ASODVS)。
　　4.為了檢測管道內部形貌缺陷，需要同時獲取管道內部貌的圖像數(shù)據與形的圖像數(shù)據，將ODVS與ASODVS結合設計了一種主動式雙目全景視覺傳感器，在兩者之間增加一濾波片并將全景激光更換為全景紅外光，濾波片根據波長特性將紅外光與可見光分離然后分別成像，就能同時獲取管道內部全景紋理圖像與全景紅外光掃描圖像。
　　

4、5.為了克服爬行裝置側傾造成的測量誤差問題，利用全景紋理圖像實時估計相機運動位姿，對點云切片數(shù)據進行坐標系矯正。
　　6.為了對缺陷危害程度進行更精確的評估，實現(xiàn)了對缺陷量化信息的精確計算，包括位置、表面積、體積。
　　7.為了實時檢測管道是否發(fā)生形變，對點云切片數(shù)據進行形變分析，計算橫截面變化率和最大形變率。
　　本文利用主動式雙目全景視覺原理對管道的結構性和功能性缺陷的檢測進行了探索與研究，致力于實現(xiàn)對管道缺陷的自