本發(fā)明涉及水下巡檢，具體是一種水下巡檢機(jī)器人及其巡檢方法。

背景技術(shù)：

1、水下巡檢機(jī)器人是一種專門(mén)設(shè)計(jì)用于在水下環(huán)境中進(jìn)行檢查、維護(hù)和監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化設(shè)備。這些機(jī)器人能夠在海洋、河流、湖泊等水域中執(zhí)行多種任務(wù)，包括但不限于海底電纜和管道的檢查、水工結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)、海洋牧場(chǎng)的管理以及搜索和救援行動(dòng)。

2、在通過(guò)水下巡檢機(jī)器人進(jìn)行水工結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)時(shí)，是指利用各種監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備對(duì)水工建筑物實(shí)時(shí)或定期的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)計(jì)算機(jī)重建水工結(jié)構(gòu)的三維模型，從而分析水工結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)，并對(duì)其安全程度進(jìn)行評(píng)估的過(guò)程?，F(xiàn)有的水工結(jié)構(gòu)的三維模型重建過(guò)程中的精度低，從而導(dǎo)致水工結(jié)構(gòu)三維模型的精細(xì)度低，影響分析結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：本發(fā)明提供一種水下巡檢機(jī)器人及其巡檢方法，以解決重建的水工結(jié)構(gòu)三維模型精度低的問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決器技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種水下巡檢機(jī)器人，包括：機(jī)架；驅(qū)動(dòng)組件，驅(qū)動(dòng)組件設(shè)置于機(jī)架，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)架在水下移動(dòng)；檢測(cè)罩，檢測(cè)罩安裝于機(jī)架，檢測(cè)罩內(nèi)設(shè)置有一端開(kāi)口的檢測(cè)槽；透明封蓋，透明封蓋設(shè)置于檢測(cè)罩設(shè)置開(kāi)口的一側(cè)，用于封堵檢測(cè)槽；攝像器，攝像器設(shè)置于檢測(cè)罩，并且位于檢測(cè)槽內(nèi)；處理器，處理器設(shè)置于檢測(cè)罩，并且位于檢測(cè)槽內(nèi)。

3、本發(fā)明的有益效果是：機(jī)架用于承載驅(qū)動(dòng)組件、檢測(cè)罩等結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)組件用于帶動(dòng)機(jī)架移動(dòng)，從而帶動(dòng)攝像器移動(dòng)，以全面地拍攝位于水下的水工結(jié)構(gòu)。檢測(cè)罩與透明封蓋的組合，可以有效地將水隔絕，為攝像器和處理器提供更好的工作環(huán)境。處理器根據(jù)攝像器得到的影像來(lái)重建水工結(jié)構(gòu)的三維模型，從而分析水工結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)，并對(duì)其安全程度進(jìn)行評(píng)估，確保水工結(jié)構(gòu)的安全性。

4、優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)組件包括：

5、多個(gè)豎向動(dòng)力源，多個(gè)豎向動(dòng)力源間隔安裝于機(jī)架，豎向動(dòng)力源電連接處理器；

6、多個(gè)側(cè)向動(dòng)力源，側(cè)向動(dòng)力源間隔安裝于機(jī)架，側(cè)向動(dòng)力源電連接處理器。

7、優(yōu)選地，還包括：

8、照明器，照明器沿周向均勻間隔布置于透明封蓋，照明器電連接處理器。

9、優(yōu)選地，還包括：

10、緊固件，緊固件設(shè)置于透明封蓋與檢測(cè)罩之間；

11、密封圈，密封圈設(shè)置于透明封蓋與檢測(cè)罩之間；

12、壓力密封件，壓力密封件為柔性材質(zhì)，壓力密封件內(nèi)設(shè)置有腔體，腔體連接有控制器，控制器電連接處理器。

13、基于本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種水下巡檢機(jī)器人的巡檢方法，巡檢方法使用如上述的水下巡檢機(jī)器人，巡檢方法包括以下步驟：

14、s1、通過(guò)攝像器獲取巡檢區(qū)域內(nèi)的水工結(jié)構(gòu)影像；

15、s2、根據(jù)水工結(jié)構(gòu)影像獲取對(duì)應(yīng)的水工結(jié)構(gòu)mvs點(diǎn)云；

16、s3、根據(jù)水工結(jié)構(gòu)mvs點(diǎn)云影像獲取對(duì)應(yīng)的多個(gè)區(qū)域點(diǎn)云；

17、s4、通過(guò)分割方法將區(qū)域點(diǎn)云分割為多個(gè)精細(xì)點(diǎn)云；

18、s5、基于多個(gè)精細(xì)點(diǎn)云，生成delaunay三角網(wǎng)，將delaunay三角網(wǎng)進(jìn)行拼接，融合生成水工結(jié)構(gòu)三維模型。

19、優(yōu)選地，上述s2中獲取mvs點(diǎn)云的方法為：根據(jù)context?capture攝影軟件對(duì)水工結(jié)構(gòu)影像進(jìn)行處理，獲取水工結(jié)構(gòu)mvs點(diǎn)云。

20、優(yōu)選地，上述s3具體包括以下步驟：

21、s31、根據(jù)在水工結(jié)構(gòu)位于水下的表面上繪制區(qū)域輪廓；

22、s32、根據(jù)區(qū)域輪廓及mvs點(diǎn)云獲取區(qū)域點(diǎn)云。

23、優(yōu)選地，上述s4具體包括以下步驟：

24、s41、對(duì)區(qū)域點(diǎn)云進(jìn)行預(yù)處理；

25、s42、沿水工結(jié)構(gòu)表面法向量方向等寬地將區(qū)域點(diǎn)云分成n層；

26、s43、遍歷區(qū)域點(diǎn)云中的點(diǎn)得到不同層次點(diǎn)云集合p；

27、s44、確定不同層次點(diǎn)云集合p的判斷值k，當(dāng)k≤d，d為閾值，合并兩層點(diǎn)云集合；

28、當(dāng)k>d，將最外側(cè)點(diǎn)云集合另存，遍歷完所有點(diǎn)云集合p后，將區(qū)域點(diǎn)云精確化地分割成若干精細(xì)點(diǎn)云。

29、優(yōu)選地，上述s41包括以下步驟：

30、s411、獲取區(qū)域點(diǎn)云中的最大亮度值rmax；

31、s412、調(diào)整區(qū)域點(diǎn)云的亮度值，調(diào)整方法如下：

32、

33、式中，ri′為區(qū)域點(diǎn)云中的點(diǎn)調(diào)整后的亮度值，ri為區(qū)域點(diǎn)云中的點(diǎn)調(diào)整前的亮度值。

34、優(yōu)選地，上述s44中判斷值k的計(jì)算方法為：

35、

36、式中，t表示最外層點(diǎn)云集合的點(diǎn)數(shù)，o表示與最外層點(diǎn)云集合相鄰的點(diǎn)云集合的點(diǎn)數(shù)，rj為最外層點(diǎn)云集合的亮度值，rl為與最外層點(diǎn)云集合相鄰的點(diǎn)云集合的亮度值，p(x,y,z)為最外層點(diǎn)云集合的空間位置，q(x,y,z)為與最外層相鄰的點(diǎn)云集合的空間位置，α為歸一化圖像距離和幾何距離的加權(quán)因子。

技術(shù)特征：

1.一種水下巡檢機(jī)器人，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下巡檢機(jī)器人，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下巡檢機(jī)器人，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下巡檢機(jī)器人，其特征在于，還包括：

5.一種水下巡檢機(jī)器人的巡檢方法，所述巡檢方法使用權(quán)利要求1-4任一所述的水下巡檢機(jī)器人，其特征在于，所述巡檢方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水下巡檢機(jī)器人的巡檢方法，其特征在于，上述s2中獲取mvs點(diǎn)云的方法為：根據(jù)context?capture攝影軟件對(duì)所述水工結(jié)構(gòu)影像進(jìn)行處理，獲取水工結(jié)構(gòu)mvs點(diǎn)云。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水下巡檢機(jī)器人的巡檢方法，其特征在于，上述s3具體包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水下巡檢機(jī)器人的巡檢方法，其特征在于，上述s4具體包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水下巡檢機(jī)器人的巡檢方法，其特征在于，上述s41包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水下巡檢機(jī)器人的巡檢方法，其特征在于，上述s44中判斷值k的計(jì)算方法為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種水下巡檢機(jī)器人及其巡檢方法，包括：機(jī)架；驅(qū)動(dòng)組件，驅(qū)動(dòng)組件設(shè)置于機(jī)架，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)架在水下移動(dòng)；檢測(cè)罩，檢測(cè)罩安裝于機(jī)架，檢測(cè)罩內(nèi)設(shè)置有一端開(kāi)口的檢測(cè)槽；透明封蓋，透明封蓋設(shè)置于檢測(cè)罩設(shè)置開(kāi)口的一側(cè)，用于封堵檢測(cè)槽；攝像器，攝像器設(shè)置于檢測(cè)罩，并且位于檢測(cè)槽內(nèi)；處理器，處理器設(shè)置于檢測(cè)罩，并且位于檢測(cè)槽內(nèi)。檢測(cè)罩與透明封蓋的組合，可以有效地將水隔絕，為攝像器和處理器提供更好的工作環(huán)境。處理器根據(jù)攝像器得到的影像來(lái)重建水工結(jié)構(gòu)的三維模型，從而分析水工結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)，并對(duì)其安全程度進(jìn)行評(píng)估，確保水工結(jié)構(gòu)的安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：肖立群,張星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鯨天下智能科技（常州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26