圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水下机器人，具体是涉及一种圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的迅猛发展，石油的需求越来越急迫，对于海洋油田的开采受到了更多的关注。水下管道是实现海底油田与陆面连接的常用方式，但是不管什么器件，都会因为外部环境的侵蚀有着一定的使用寿命，水管壁沉积物腐蚀、应力腐蚀等等因素导致管道出现裂痕，这些腐蚀是随机的，所以检测水管是个必要的任务。
[0003]传统的水下机器人主要分为两大类:一种是细长体外形，另一种是开架式。细长体主要是考虑到流体力学特性设计而成的，鱼形是海洋中很好的细长体外形，可以让水下机器人具有像鱼一样的推进速率、高的游动速度以及极好的运动灵活性能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决传统推力方向单一和机动性差等问题，提供一种高效推进、灵活机动的圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测装置及检测方法。
[0005]所述圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测装置，设有预警模块、图像处理模块、嵌入式控制器、光视觉模块及传感器模块；所述光视觉模块设有光学成像传感器、云台及辅助照明灯；所述传感器模块设有深度传感器、速度传感器、姿态传感器、声纳传感器、电池监控传感器及推进器监控传感器；
[0006]所述图像处理模块的输出端与预警模块输入端相连接，所述嵌入式控制器的输出端与图像处理模块输入端相连接；
[0007]所述光学成像传感器、辅助照明灯分别设置在所述云台上；所述光学成像传感器的信号输出端与嵌入式控制器的信号输入端相连接；
[0008]所述深度传感器的信号输出端、速度传感器的信号输出端、姿态传感器的信号输出端、声纳传感器的信号输出端、电池监控传感器的信号输出端及推进器监控传感器的信号输出端分别与嵌入式控制器的信号输入端相连接。
[0009]圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测方法，采用所述圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测装置，所述检测方法包括以下步骤:
[0010]步骤1，鱼形水下机器人从水面的一个起点开始圆形环绕管道；
[0011]步骤2，光视觉模块的光学成像传感器，进行实时采集水下管道的周围图像信息；通过所述传感器模块进行实时采集水下机器人的深度信息、速度信息、姿态信息、前方图像信息、电池状态信息以及推进器状态信息；
[0012]在步骤2中，所述通过所述传感器模块进行实时采集水下机器人的深度信息、速度信息、姿态信息、前方图像信息、电池状态信息以及推进器状态信息的具体方法可为:
[0013]采用深度传感器测量水下机器人在水中的深度，将测得深度数据转化为深度电压信号传到所述嵌入式控制器；
[0014]采用速度传感器测量水下机器人在水中的航行速度，将测得航行速度数据转化为速度电压信号传到所述嵌入式控制器；
[0015]采用姿态传感器测量水下机器人在水下姿态，将测得方向数据转化为电压信号传到所述嵌入式控制器；
[0016]采用声纳传感器测量水下机器人前视环境，将测得图像数据转化为电压信号传到所述嵌入式控制器；
[0017]采用电池器监控传感器测量水下机器人推进器转速，将测得电池组状态数据转化为电压信号传到所述嵌入式控制器；
[0018]采用推进器监控传感器测量水下机器人推进器转速，将测得推进器转速信号转化为电压信号传到所述嵌入式控制器。
[0019]步骤3，嵌入式控制器分别接收并处理所述光视觉模块实时水下管道的周围图像信息、传感器模块的传感信号，经过处理传输到图像处理模块；
[0020]步骤4，图像处理模块接收来自所述嵌入式控制器处理后的图像信息，判断管道是否有裂痕或者是否腐蚀严重到不可忽略的地步，若达到这个地步，则发出警告要求输出到预警模块；
[0021]在步骤4中，所述图像处理模块中需要存有管道出现裂缝、破损、腐蚀严重的图像特征；图像处理模块要实时对比从嵌入式控制器接收到的图像，若与存有的管道磨损特征一致，则立刻通过相关工作人员。
[0022]步骤5，预警模块是通过某种方式通知相关工作人员，若预警模块工作，则说明此时水下机器人所检测的管道有安全隐患。
[0023]步骤6，鱼形水下机器人向下移动一定的距离，然后继续开始圆形环绕移动。
[0024]在步骤6中，所述向下移动一定的距离是取决于鱼形水下机器人在圆形环绕时图像采集的高度。
[0025]本发明提供一种水下机器人水下管道检测，从而使鱼形机器人实现完成实时图像传输，通过预警模块确保复杂的水下作业情况的安全性，完成水下管道的检测跟踪任务。鱼形机器人能够灵活的绕圆形移动，当从一个起点出发，环绕一圈回到这个起点后开始向上或向下移动一定的距离，这个距离根据环绕管道检测范围进行调节，移动完垂直距离后，在与起点相同的垂线上再次开始圆形路径环绕进行管道检测。
[0026]本发明的有益效果是:仿鱼形的机器人能够提高机器人移动的灵活性，常见的是依照左右两边推进器的不同时候、不同方向的转速进行左右前后移动，而本发明是仿照大自然生活在海洋中的鱼类，在机器人尾部，上下左右四侧都要分布鳍肢连接有动鳍。另外，通过实时采集图像到操作台，一旦发现问题立即报警，提高水下管道的安全性。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的一种圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测方法的结构框图。
[0028]图2为本发明的一种圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
[0030]如图1所示，所述圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测装置实施例，设有预警模块10、图像处理模块11、嵌入式控制器12、光视觉模块13及传感器模块14 ;所述光视觉模块13设有光学成像传感器131、云台132及辅助照明灯133 ;所述传感器模块14设有深度传感器141、速度传感器142、姿态传感器143、声纳传感器144、电池监控传感器145及推进器监控传感器146。
[0031]所述图像处理模块11的输出端与预警模块10输入端相连接，所述嵌入式控制器12的输出端与图像处理模块11输入端相连接。
[0032]所述光学成像传感器131、辅助照明灯133分别设置在所述云台132上；所述光学成像传感器131的信号输出端与嵌入式控制器12的信号输入端相连接。
[0033]所述深度传感器141的信号输出端、速度传感器142的信号输出端、姿态传感器143的信号输出端、声纳传感器144的信号输出端、电池监控传感器145的信号输出端及推进器监控传感器146的信号输出端分别与嵌入式控制器12的信号输入端相连接。
[0034]鱼形机器人按设定的半径进行移动，这个半径可以手动调节，环绕一圈后，也就是图像采集完毕后，向下移动的距离为采集图像的高度继续下一次的检测。
[0035]如图2所示，一种圆形环绕水下鱼形机器人水下管道检测方法，包括如下步骤:
[0036]步骤1，所述鱼形水下机器人从水面的一个起点开始圆形环绕管道。
[0037]步骤2，所述光视觉模块13的光学成像传感器13