一种城市地下排水管道专业检测方法与流程

本发明涉及管道检测技术领域，尤其涉及一种城市地下排水管道专业检测方法。

背景技术：

城市排水管道是排除城市污水和雨水的重要途径，城市里纵横交错的地下排水管道是一种极为重要的市政设施，甚至成为城市稳定发展的基础设施，其正常运行是保障城市生产生活正常秩序的重要保证。由于城市地下管道内部环境恶劣，因此管道容易出现破损、渗漏或堵塞等管道故障，影响城市地下管道的正常排水功能，从而影响城市人们的生产和生活。鉴于此，定期对城市地下排水管道进行检测，检测排水管道及其内部环境的各项技术参数，以便及时发现问题、及时进行保养维护就显得非常重要。

然而，针对排水管道内部有一定水深的情况，若采用传统潜望镜方式进行观测，则镜头拍摄会因受到水体影响而不能正常工作或拍摄效果较差。而采用cctv的检测方式则需要进行堵水、停水等手段确保管内水位在管径的1/3以下。堵水、停水等手段既加大了检测的工作量及工作时间，也会给正常的生产工作带来影响。

在近年来的发展中，通过国外引进也陆续出现了不少针对排水管道有水时进行的超声检测设备，主要集中在超声检测设备的引进及吸收。这类超声设备在有水排水管道中能将水体作为超声传播的介质，接收回传的超声信号进行分析，最后绘制出排水管道的模拟横断面图以显示排水管道内部缺陷的位置及深度。

管道声纳无需排干管道液体即可检测管道内部状况，是对cctv检测手段的有力补充。但是，现在市场上的这二套设备，都是独立单独使用。这样很不方便，二套设备成本价格高，且采用二套设备分批施工，耗时费力，施工繁琐，工人劳动强度大。另外，二种检测设备的检测结果不能同时定位一个故障点。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种城市地下排水管道专业检测方法，有效解决了现有技术中视频检测和声呐检测两种检测设备都是单独使用，检测时需要采用两套设备依次施工，操作极不方便，耗时费力，工作效率低，且两种检测设备的检测结果不能同时定位同一个故障点的问题。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种城市地下排水管道专业检测方法，所述方法包括如下步骤：

s1，获取待测排水管道的管道信息，其中，所述管道信息至少包括管线分布信息和管道管径信息；

s2，基于所述管线分布信息，利用管道检测机器人的视频检测模块获取待测排水管道的初步检测图像；

s3，对所述初步检测图像进行处理，提取待测排水管道的疑似故障部位信息；

s4，利用所述管道检测机器人的视频检测模块、声呐检测模块和距离检测模块对疑似故障部位进行进一步检测，得到所述疑似故障部位的检测结果。

优选地，所述管道检测机器人包括车体，所述车体两侧对称设置有与车体转动连接的车轮或履带轮，所述车体内部设置有用于驱动所述车轮或履带轮移动的驱动机构，所述车体的顶板上设置有可伸缩的弹性支撑机构，所述车体两侧的车轮或履带轮与所述弹性支撑机构形成一使检测机器自适应支撑于排水管道内壁的三角支撑结构，所述车体的顶板左端设置有可伸缩的旋转探测机构，所述旋转探测机构包括所述视频检测模块和所述声呐检测模块。

优选地，所述弹性支撑机构包括第一支撑座、第一伸缩装置、第一升降平台、弹簧、滑轮安装板和安装在所述滑轮安装板两侧的滑轮，所述第一支撑座固定在所述车体的顶板中部的外壁上，所述第一伸缩装置的下端固定在所述第一支撑座的顶端，所述第一伸缩装置的上端与所述第一升降平台的底板固接，所述弹簧的一端与所述第一升降平台的顶板固接，所述弹簧的另一端与所述滑轮安装板的底部固接。

优选地，所述滑轮安装板的右端设置有所述距离检测模块。

优选地，所述旋转探测机构还包括第二支撑座、第二伸缩装置、第二升降平台、电机、第一转轴、第二转轴和支撑柱，所述第二支撑座固定在所述车体的顶板左端的外壁上，所述第二伸缩装置的下端固定在所述第二支撑座的顶端，所述第二伸缩装置的上端与所述第二升降平台的底板固接，所述电机固定在所述第二升降平台的顶板右端，所述第一转轴的右端连接所述电机，所述第一转轴左端的主动齿轮与所述第二转轴右端的从动齿轮啮合，所述第二转轴的右端固定有检测机构安装板，所述检测机构安装板上并排装设有所述视频检测模块和所述声呐检测模块，所述支撑柱的上端设有环绕所述第二转轴的外壁的支撑环，所述支撑柱的下端与所述车体的顶板固接。

优选地，所述步骤s4包括如下步骤：

s41，通过所述距离检测模块获取所述疑似故障部位的管道顶端到液面的距离信息；

s42，基于管道顶端到液面的距离信息和所述管道管径信息确定液面位置信息；

s43，通过所述视频检测模块获取所述疑似故障部位的液面位置以上的管道内壁图像信息，并对所述管道内壁图像信息进行解码和滤波降噪处理；

s44，通过所述声呐检测模块获取所述疑似故障部位的液面位置以下的管道内部声波信息，并对所述管道内部声波信息进行解码和滤波降噪处理；

s45，将所述液面位置信息、解码和滤波降噪后的管道内壁图像信息以及解码和滤波降噪后的管道内部声波信息映射至以所述疑似故障部位的管道横截面圆心为坐标原点的直角坐标系中；

s46，在所述直角坐标系中对所述解码和滤波降噪后的管道内壁图像信息以及解码和滤波降噪后的管道内部声波信息进行叠加，得到所述疑似故障部位的完整管道图像信息；

s47，对所述完整管道图像信息进行分析处理，得到所述疑似故障部位的检测结果。

优选地，所述步骤s43包括如下步骤：

s43-1，控制所述旋转探测机构进行伸缩，同时旋转第二转轴，以使所述视频检测模块能够获取到所述疑似故障部位的液面位置以上的管道内实时图像信息；

s43-2，将所述管道内实时图像信息对应至以所述疑似故障部位的管道横截面圆心为坐标原点的直角坐标系中并进行编码压缩处理，得到所述管道内壁图像信息；

s43-3，对所述管道内壁图像信息进行解码和滤波降噪处理。

优选地，所述步骤s44包括如下步骤：

s44-1，控制所述旋转探测机构进行伸缩，同时旋转第二转轴，通过所述声呐检测模块环绕所述疑似故障部位的液面位置以下的管道发射超声波信号，并接收反射回来的超声波信号；

s44-2，根据发射的超声波信号和反射回来的超声波信号得到管道声波中间信息；

s44-3，将所述管道声波中间信息对应至以所述疑似故障部位的管道横截面圆心为极点的极坐标系中并进行编码压缩处理，生成管道内部声波信息；

s44-4，对所述管道内部声波信息进行解码和滤波降噪处理。

优选地，所述方法还包括如下步骤：

s5，对所述检测结果进行显示。

优选地，所述方法还包括如下步骤：

s6，基于所述检测结果生成检测报告。

由以上方案可知，本发明提供了一种城市地下排水管道专业检测方法，包括s1，获取待测排水管道的管道信息，其中，所述管道信息至少包括管线分布信息和管道管径信息；s2，基于所述管线分布信息，利用管道检测机器人的视频检测模块获取待测排水管道的初步检测图像；s3，对所述初步检测图像进行处理，提取待测排水管道的疑似故障部位信息；s4，利用所述管道检测机器人的视频检测模块、声呐检测模块和距离检测模块对疑似故障部位进行进一步检测，得到所述疑似故障部位的检测结果。本发明能够对待测管道同时进行视频检测和声呐检测，检测方便快捷，省时省力，工作效率高，能同时通过视频检测模块和声呐检测模块定位同一个故障点，有效解决了现有技术中视频检测和声呐检测两种检测设备都是单独使用，检测时需要采用两套设备依次施工，操作极不方便，耗时费力，工作效率低，且两种检测设备的检测结果不能同时定位同一个故障点的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一种城市地下排水管道专业检测方法的流程示意图；

图2是本发明一种城市地下排水管道专业检测方法中管道检测机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种城市地下排水管道专业检测方法，如图1、图2所示，所述方法包括如下步骤：

s1，获取待测排水管道的管道信息，其中，管道信息至少包括管线分布信息和管道管径信息；

在对城市地下排水管道进行检测时，首先需要搜集待测排水管道的管道信息，例如待测排水管道的管线分布信息、管道管径信息等，管道管径信息包括管道内径和管道外径。具体可以搜集已有的排水管道检测资料、排水管道的竣工图或施工图等技术参考资料或排水管道的技术评估资料等，搜集到相关资料后还可以通过现场踏勘察看待测区周围的地形、地貌、交通和排水管道分布情况，开井目视或利用工具检查排水管道的水位、积泥情况，或核对所搜集资料中的管位、管径和材质等基础信息。

s2，基于管线分布信息，利用管道检测机器人的视频检测模块41获取待测排水管道的初步检测图像；

获取到待测管道的管道信息后，则根据管道信息中的管线分布信息，确定待测排水管道的位置及走向，利用能够同时通过视频检测技术和声呐检测技术对待测管道进行检测的管道检测机器人的视频检测模块41获取待测排水管道的初步检测图像。

s3，对初步检测图像进行处理，提取待测排水管道的疑似故障部位信息；

通过视频检测模块41获取到待测排水管道的初步检测图像后，则对该初步检测图像进行滤波降噪和特征提取等处理，再对提取的特征与数据库中存取的管道故障图片进行特征比对，从而确定待测排水管道的疑似故障部位信息，其中，疑似故障部位信息可以包括故障部位图片、故障部位具体位置和故障种类等。

s4，利用管道检测机器人的视频检测模块41、声呐检测模块42和距离检测模块37对疑似故障部位进行进一步检测，得到疑似故障部位的检测结果。

确定好疑似故障部位信息后，通过能够同时通过视频检测技术和声呐检测技术对待测管道进行检测的管道检测机器人的距离检测模块37获取水面位置，通过视频检测模块41获取水面以上部分的管道图像，以及通过声呐检测模块42获取水面以下部分的管道声波图像，再将水面位置、水面以上部分的管道图像和水面以下部分的管道声波图像进行解码、映射和叠加等方法进行处理，从而得到疑似故障部位的检测结果。

由以上方案可知，本发明提供了一种城市地下排水管道专业检测方法，包括s1，获取待测排水管道的管道信息，其中，管道信息至少包括管线分布信息和管道管径信息；s2，基于管线分布信息，利用管道检测机器人的视频检测模块41获取待测排水管道的初步检测图像；s3，对初步检测图像进行处理，提取待测排水管道的疑似故障部位信息；s4，利用管道检测机器人的视频检测模块41、声呐检测模块42和距离检测模块37对疑似故障部位进行进一步检测，得到疑似故障部位的检测结果。本发明能够对待测管道同时进行视频检测和声呐检测，检测方便快捷，省时省力，工作效率高，能同时通过视频检测模块41和声呐检测模块42定位同一个故障点，有效解决了现有技术中视频检测和声呐检测两种检测设备都是单独使用，检测时需要采用两套设备依次施工，操作极不方便，耗时费力，工作效率低，且两种检测设备的检测结果不能同时定位同一个故障点的问题。

在本实施方式中，步骤s4包括如下步骤：

s41，通过距离检测模块37获取疑似故障部位的管道顶端到液面的距离信息；

s42，基于管道顶端到液面的距离信息和管道管径信息确定液面位置信息；

s43，通过视频检测模块41获取疑似故障部位的液面位置以上的管道内壁图像信息，并对管道内壁图像信息进行解码和滤波降噪处理；

s44，通过声呐检测模块42获取疑似故障部位的液面位置以下的管道内部声波信息，并对管道内部声波信息进行解码和滤波降噪处理；

s45，将液面位置信息、解码和滤波降噪后的管道内壁图像信息以及解码和滤波降噪后的管道内部声波信息映射至以疑似故障部位的管道横截面圆心为坐标原点的直角坐标系中；

s46，在直角坐标系中对解码和滤波降噪后的管道内壁图像信息以及解码和滤波降噪后的管道内部声波信息进行叠加，得到疑似故障部位的完整管道图像信息；

s47，对完整管道图像信息进行分析处理，得到疑似故障部位的检测结果。

在本实施方式中，步骤s43包括如下步骤：

s43-1，控制旋转探测机构进行伸缩，同时旋转第二转轴，以使视频检测模块41能够获取到疑似故障部位的液面位置以上的管道内实时图像信息；

s43-2，将管道内实时图像信息对应至以疑似故障部位的管道横截面圆心为坐标原点的直角坐标系中并进行编码压缩处理，得到管道内壁图像信息；

s43-3，对管道内壁图像信息进行解码和滤波降噪处理。

在本实施方式中，步骤s44包括如下步骤：

s44-1，控制旋转探测机构进行伸缩，同时旋转第二转轴，通过声呐检测模块42环绕疑似故障部位的液面位置以下的管道发射超声波信号，并接收反射回来的超声波信号；

s44-2，根据发射的超声波信号和反射回来的超声波信号得到管道声波中间信息；

s44-3，将管道声波中间信息对应至以疑似故障部位的管道横截面圆心为极点的极坐标系中并进行编码压缩处理，生成管道内部声波信息；

s44-4，对管道内部声波信息进行解码和滤波降噪处理。

在本实施方式中，所述方法还包括如下步骤：

s5，对检测结果进行显示。

得到检测结果后，可以根据需要通过与管道机器人连接的外部显示设备对检测结果进行直观显示。

在本实施方式中，所述方法还包括如下步骤：

s6，基于检测结果生成检测报告。

得到检测结果后，还可以根据需要通过与管道机器人连接的外部处理设备生成检测报告，优选地，还可以通过打印设备将检测报告打印出来。

在本实施方式中，如图2所示，管道检测机器人包括车体1，车体1两侧对称设置有与车体1转动连接的车轮2，车体1内部设置有用于驱动车轮2轮移动的驱动机构，车体1的顶板上设置有可伸缩的弹性支撑机构3，车体1两侧的车轮2或履带轮与弹性支撑机构3形成一使检测机器自适应支撑于排水管道内壁的三角支撑结构，车体1的顶板左端设置有可伸缩的旋转探测机构4，旋转探测机构4包括视频检测模块41和声呐检测模块42。具体地，车轮2可采用履带轮进行替换，使用车轮行进，轻便灵活，而履带轮则行进平稳，越野能力强。

优选地，弹性支撑机构3包括第一支撑座31、第一伸缩装置32、第一升降平台33、弹簧34、滑轮安装板35和安装在滑轮安装板35两侧的滑轮36，第一支撑座31固定在车体1的顶板中部的外壁上，第一伸缩装置32的下端固定在第一支撑座31的顶端，第一伸缩装置32的上端与第一升降平台33的底板固接，弹簧34的一端与第一升降平台33的顶板固接，弹簧34的另一端与滑轮安装板35的底部固接。通过第一伸缩装置32的伸缩，使得管道检测机器人能够适应不同管径的管道检测工作，弹性支撑机构3支撑于待测管道的内壁顶端，与两侧车轮2形成的检测机器自适应支撑于排水管道内壁的三角支撑结构能够增强管道检测机器人的稳定性，避免其倾翻，另外，通过弹簧34的弹性缓冲，可以对管道检测机器人进行减震，从而使管道检测机器人行驶更平稳，获取的图像数据更清晰。

优选地，滑轮安装板35的右端设置有距离检测模块37。通过距离检测模块37可以获取待测管道顶端到水面的距离，从而确定水面的位置。距离检测模块可以是红外距离传感器或超声波距离传感器。

优选地，旋转探测机构4还包括第二支撑座43、第二伸缩装置44、第二升降平台45、电机46、第一转轴47、第二转轴48和支撑柱49，第二支撑座43固定在车体1的顶板左端的外壁上，第二伸缩装置44的下端固定在第二支撑座43的顶端，第二伸缩装置44的上端与第二升降平台45的底板固接，电机46固定在第二升降平台45的顶板右端，第一转轴47的右端连接电机46，第一转轴47左端的主动齿轮47-1与第二转轴48右端的从动齿轮48-1啮合，第二转轴48的右端固定有检测机构安装板410，检测机构安装板410上并排装设有视频检测模块41和声呐检测模块42，支撑柱49的上端设有环绕第二转轴48的外壁的支撑环49-1，支撑柱49的下端与车体1的顶板固接。通过电机46带动第二转轴转动48，同时通过第二伸缩装置44的伸缩，使得视频检测模块41和声呐检测模块42能够在水面位置根据需要进行360°旋转，获取水面位置以上的管道视频信息和水面位置以下的管道声波信息。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。