一种管道双目三维测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种管道双目三维测量装置，用于石油化工装备领域。其技术方案：由成像系统、角度控制系统、高度控制系统和成像调节系统组成；成像系统包括相机和镜头；角度控制系统包括可折叠镜、伸缩臂、转接头、伸缩控制模块和伸缩臂收纳盒；高度控制系统包括伸缩节导向压板、伸缩节和伸缩节底板；成像调节系统包括环形LED灯、矩形边框LED灯、传感器模块和主控器；本装置利用可伸缩机械结构，可根据监测管道和场景不同，灵活调整位置结构，获取管道数据重建管道三维形貌，尤其对狭窄空间处的测量有较好的适应性，直观的发现管道缺陷和泄露等安全隐患，提高了测量的精准性和可靠性。提高了测量的精准性和可靠性。提高了测量的精准性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种管道双目三维测量装置


[0001]本专利技术涉及用于一种用于石油化工管道三维测量装置，是一种利用双目视觉和灵活的可折叠镜实现对管道形貌三维重建的装置，用于石油化工装备领域。

技术介绍

[0002]随着计算机技术，信息技术和光学传感技术的快速发展以及人们对更加精准的三维空间数据需求愈来愈大，基于上述技术融合的三维重建技术也发展迅速并得到广泛应用。目前，利用与人眼双目立体视觉相似原理的双目视觉三维重建技术由于硬件装配简单和技术成熟等优点受到工业界和学术界的广泛青睐，已成功应用于虚拟现实、海底探测、生物医学和工业检测等领域。
[0003]石油化工厂由于其生产运输品化学性质不稳定性，极易产生安全隐患，而石油化工管道作为这些运输品的载体，长时间远距离使用后，管道表面易产生腐蚀、裂缝、变形等隐患，极大地影响了生产安全。因此，对石油化工管道的定期巡检显得至关重要。而传统人工巡检方式，存在效率低下，观测角度不全和数据无法留存等问题。长时间暴露在石油化工厂的高危有毒环境，加上高强度的重复性工作，亦会对巡检人员的身心健康带来不利影响。与此同时，特殊环境作业下巡检人员的定期规范化培训和巡检人员的工资发放也增加了企业成本。随着数字信息化技术和机器人技术的发展，近年来新兴的机器人巡检方式在一定程度上解决了部分传统人工巡检方式的缺点，解放了生产力，但仍无法实现对石油化工管道的全方位可视化监测，巡检过程中容易忽视一些可能存在的隐患，因此亟需一种管道双目三维测量装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要针对现有石油化工管道巡检机器人监测存在盲区和监测可视化效果差问题进行改进，设计了一种可置于现有石油化工管道巡检机器人平台上的双目三维测量装置，实现对石油化工管道的全方位立体监测。
[0005]本专利技术的一种管道双目三维测量装置技术方案，包括：一种管道双目三维测量装置，其特征是：包含成像系统、角度控制系统、高度控制系统和成像调节系统；所述成像系统主要包括镜头A、镜头B和相机A、相机B，镜头A与相机A相连接，镜头B和相机B相连接；所述角度控制系统主要包括可折叠镜、伸缩臂A、伸缩臂B、伸缩臂C、伸缩臂D、转接头A、转接头B、伸缩控制模块和伸缩臂收纳盒，可折叠镜由平面镜A、平面镜B和转动轴组成，平面镜A和平面镜B大小相同，与转动轴相连，分布于转动轴两侧并可绕转动轴运动，平面镜B位于转动轴左侧，平面镜A位于转动轴右侧，伸缩控制模块与平面镜A和平面镜B垂直于转动轴的一侧相连，伸缩臂A上侧与相机A相连，伸缩臂A下侧与转接头A相连，转接头A亦与伸缩臂B相连，伸缩臂D上侧与相机B相连，伸缩臂D下侧与转接头B相连，转接头B亦与伸缩臂C相连，伸缩臂B和伸缩臂C均与伸缩臂收纳盒相连，伸缩臂收纳盒固定于可折叠镜下方；所述高度控制系统主要包括伸缩节导向压板A、伸缩节导向压板B、伸缩节导
向压板C、伸缩节导向压板D、伸缩节和伸缩节底板，伸缩节上方左侧与伸缩节导向压板D相连，伸缩节上方右侧与伸缩节导向压板A相连，伸缩节下方左侧与伸缩节导向压板C相连，伸缩节下方右侧与伸缩节导向压板B相连，伸缩节导向压板B和伸缩节导向压板C固定在伸缩节底板上；所述成像调节系统主要包括环形LED灯A、环形LED灯B、矩形边框LED灯、传感器模块A、传感器模块B、传感器模块C、传感器模块D和主控器，环形LED灯A与相机A相连接，环形LED灯B与相机B相连接，矩形边框LED灯安装于可折叠镜边缘，与可折叠镜紧密相连，传感器模块D固定于环形边框LED灯与平面镜A相连部分中与伸缩控制模块相连的一侧，传感器模块A固定于环形边框LED灯与平面镜A相连部分中平行于和伸缩控制模块相连的一侧，传感器模块C固定于环形边框LED灯与平面镜B相连部分中与伸缩控制模块相连的一侧，传感器模块B固定于环形边框LED灯与平面镜B相连部分中平行于和伸缩控制模块相连的一侧,主控器固定在伸缩节底板上。
[0006]一种管道双目三维测量装置，其特征是：所述成像系统中相机A、相机B均具有数据存储和读取功能；装置采用双目拍摄，相机A置于待测管道左上方、相机B置于待测管道右上方，根据实际应用场景适当调整相机A和B位置，确保能拍摄出待测管道上方完整图像；辅以可折叠镜反射的管道下方图像，可获得待测管道的完整表面图像，用以进行待测管道的三维重建。
[0007]一种管道双目三维测量装置，其特征是：所述角度控制系统中伸缩控制模块由带有竖轴A的钢球A、带有竖轴B的钢球B、牵引线A、牵引线B、牵引线C、牵引线D、步进电机A、步进电机B、步进电机C、步进电机D和矩形框架A、矩形框架B组成，伸缩控制模块具有左右对称的机械结构；矩形框架A两端放置步进电机A、步进电机B，矩形框架A内部为圆形轨道A，钢球A在圆形轨道A内运动，钢球A连接竖轴A在框架A上方矩形开口A中滑动，并起到限位作用；矩形框架B两端放置步进电机C、步进电机D，矩形框架B内部为圆形轨道B，所述钢球B在圆形轨道B内运动，钢球B连接竖轴B在框架B上方矩形开口B中滑动，并起到限位作用；步进电机A、步进电机B具备正反转功能，分别与钢球A两端的牵引线A、牵引线B连接，步进电机C和步进电机D分别与钢球B两端的牵引线C、牵引线D连接；钢球A为实体钢球，上方连接有由钢条制成的竖轴A，钢球B上方连接有由钢条制成的竖轴B；步进电机A和步进电机B转动时，会带动牵引线C和牵引线D运动，牵引线C和牵引线D带动钢球A及钢球A上竖轴A沿着圆形轨道A运动；同理，步进电机C和步进电机D运动会带动钢球B及钢球B上竖轴B沿着圆形轨道B运动；竖轴A与平面镜A垂直于转动轴的一侧相连,竖轴B与平面镜B垂直于转动轴的一侧相连，竖轴A和竖轴B的运动将带动平面镜A和平面镜B绕着转动轴转动；伸缩臂A上侧与相机A相连，伸缩臂A下侧与转接头A相连，伸缩臂A在转接头A中进行伸缩运动时，将带动相机A运动，转接头A亦与伸缩臂B相连，伸缩臂D上侧与相机B相连，伸缩臂D下侧与转接头B相连，伸缩臂D在转接头B中进行伸缩运动时，将带动相机B运动；转接头B亦与伸缩臂C相连，伸缩臂B和伸缩臂C均与伸缩臂收纳盒相连，伸缩臂收纳盒固定于可折叠镜下方，伸缩臂B和伸缩臂C在伸缩臂收纳盒中运动时亦会带动相机A和相机B的运动；一种管道双目三维测量装置，其特征是：所述高度控制系统中伸缩节导向压板A和伸缩节导向压板D与可折叠镜相连，伸缩节伸缩高度距离靠伸缩节底端连接杆A与连接杆B之间夹角和连接杆C与连接杆D之间夹角大小决定，通过伸缩节导向压板B和伸缩节导向压板C控制连接杆A与连接杆B之间夹角和连接杆C与连接杆D之间夹角，实现对伸缩节的高度调节；
伸缩节底板为本装置底座部分，可安装于各式具有平台部分的机器人。
[0008]一种管道双目三维测量装置，其特征是：所述成像调节系统传感器模块A、传感器模块B、传感器模块C、传感器模块D分别置于矩形边框LED灯与转动轴相垂直的边沿中心；距离传感器A和光强传感器A放置在传感器模块A内，距离传感器B和光强传感器B放置在传感器模块B内，距离传感器C和光强传感器C放置在传感器模块C内，距离传感器D和光强传感器D放置在传感器模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道双目三维测量装置，其特征在于：包含成像系统、角度控制系统、高度控制系统和成像调节系统；所述成像系统主要包括镜头A（1）、镜头B（18）和相机A（3）、相机B（16），镜头A（1）与相机A（3）相连接，镜头B（18）和相机B（16）相连接；所述角度控制系统主要包括可折叠镜（21）、伸缩臂A（4）、伸缩臂B（6）、伸缩臂C（54）、伸缩臂D（55）、转接头A（5）、转接头B（56）、伸缩控制模块（9）和伸缩臂收纳盒（15），可折叠镜（21）由平面镜A（36）、平面镜B（35）和转动轴（19）组成，平面镜A（36）和平面镜B（35）大小相同，与转动轴（19）相连，分布于转动轴（19）两侧并可绕转动轴（19）运动，平面镜B（35）位于转动轴（19）左侧，平面镜A（36）位于转动轴（19）右侧，伸缩控制模块（9）与平面镜A（36）和平面镜B（35）垂直于转动轴（19）的一侧相连，伸缩臂A（4）上侧与相机A（3）相连，伸缩臂A（4）下侧与转接头A（5）相连，转接头A（5）亦与伸缩臂B（6）相连，伸缩臂D（55）上侧与相机B（16）相连，伸缩臂D（55）下侧与转接头B（56）相连，转接头B（56）亦与伸缩臂C（54）相连，伸缩臂B（6）和伸缩臂C（54）均与伸缩臂收纳盒（15）相连，伸缩臂收纳盒（15）固定于可折叠镜（21）下方；所述高度控制系统主要包括伸缩节导向压板A（8）、伸缩节导向压板B（11）、伸缩节导向压板C（12）、伸缩节导向压板D（14）、伸缩节（10）和伸缩节底板（13），伸缩节（10）上方左侧与伸缩节导向压板D（14）相连，伸缩节（10）上方右侧与伸缩节导向压板A（8）相连，伸缩节（10）下方左侧与伸缩节导向压板C（12）相连，伸缩节（10）下方右侧与伸缩节导向压板B（11）相连，伸缩节导向压板B（11）和伸缩节导向压板C（12）固定在伸缩节底板（13）上；所述成像调节系统主要包括环形LED灯A（2）、环形LED灯B（17）、矩形边框LED灯（7）、传感器模块A（20）、传感器模块B（22）、传感器模块C（23）、传感器模块D（24）和主控器（39），环形LED灯A（2）与相机A（3）相连接，环形LED灯B（17）与相机B（16）相连接，矩形边框LED灯（7）安装于可折叠镜（21）边缘，与可折叠镜（21）紧密相连，传感器模块D（24）固定于环形边框LED灯（7）与平面镜A（36）相连部分中与伸缩控制模块（9）相连的一侧，传感器模块A（20）固定于环形边框LED灯（7）上平行于与伸缩控制模块（9）相连的一侧，传感器模块C（23）固定于环形边框LED灯（7）与平面镜B（35）相连部分中与伸缩控制模块（9）相连的一侧，传感器模块B（22）固定于环形边框LED灯（7）上平行于与伸缩控制模块（9）相连的一侧,主控器（39）固定在伸缩节底板（13）上。2.根据权利要求1所述的一种管道双目三维测量装置，其特征在于：所述成像系统中相机A（3）、相机B（16）均具有数据存储和读取功能；装置采用双目拍摄，相机A(3)置于待测管道左上方、相机B（16）置于待测管道右上方，根据实际应用场景适当调整相机A（3）和相机B（16）位置，确保能拍摄出待测管道上方完整图像；辅以可折叠镜（21）反射的管道下方图像，可获得待测管道的完整表面图像，用以进行待测管道的三维重建。3.根据权利要求1所述的一种管道双目三维测量装置，其特征在于：所述角度控制系统中伸缩控制模块（9）由带有竖轴A（34）的钢球A（25）、带有竖轴B（40）的钢球B（33）、牵引线A（26）、牵引线B（31）、牵引线C（41）、牵引线D（42）、步进电机A（27）、步进电机B（32）、步进电机C（43）、步进电机D（44）和矩形框架A（28）、矩形框架B（46）组成，伸缩控制模块（9）具有左右对称的机械结构；矩形框架A（28）两端放置步进电机A（27）、步进电机B（32），矩形框架A（28）内部为圆形轨道A（30），钢球A（25）在圆形轨道A（30）内运动，钢球A（25）连接竖轴A（34）在框架A（28）上方矩形开口A（29）中滑动，并起到限位作用；矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖欣，陈鑫，汪春浦，刘永辉，罗程程，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：