管道机器人的3D成像系统

原创
2021-09-24
作者
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管道机器人有很多方法实现3D视觉成像,比如飞行时间法、还有激光扫描法,另外还有激光投影成像、立体视觉成像,一般来说,大体上可以分为光学和非光学成像两大类,当然,目前应用相对较多的还是光学方法。比如说这样的飞行时间(TOF)相机可以通过像素的不同,然后利用光飞行的时间差这样的方法来获取物体的深度。不少公司已经利用这样的飞行时间3D成像的来生产出商业化相机产品。

管道机器人.png

在视野范围较大,工作距离较远时可以采用TOF成像,由于工作范围较大也使它的缺点很明显,就是低精度,易受环境光的干扰。TOF成像还有检测速度快、价格便宜等优点,这种大视野、远距离的3D图像采集为了达到确定的精度,图像数据不仅包括像素,还包含了所有像素对应的三维数据。

目前扫描测距、主动三角法、色散共焦法这几种常见办法构成了扫描3D成像方法的重要部分。扫描测距是在一维空间通过一条准直光束扫描整个物体对象表面而完成3D勘测的。以三角测量原理为前提,主动三角法借助准直光束、或几条平面光束扫描整个物体对象实现3D测量。色散共焦法基于光谱原理,在反射光束的光谱中分析出对应光谱光的聚集位置。

在地下,管道机器人需要在污水管道爬行几百米,在行进的过程中,机器人附带高强度探明灯,头上再配以几百万像素的超清摄像头,摄像头能高能低,能调节焦距,全方位检测管道内是否出现,哪里出现塌方、破损、堵塞的情况。更进一步,从维修角度来说,管道机器人还可以给出堵塞和塌方严重程度,管道病害等级的结果,以及实行管道维修的策略。而在地上,借助线缆,检测人员的电脑、显示屏和分析设备与机器人相连接,使用键盘鼠标、触摸屏和无线设备的遥控工具,检测人员可以对管道机器人实施遥控作业。

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