【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理，尤其涉及一种管道承插角及管径检测方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。
2、在城市地下管线网络中，进行内衬管道修复时需要对管道内的承插角以及管径做量化分析，但是目前行业内没有比较好的承插角测量方法，只能通过人工测量，误差较大且工作效率低。
3、上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供了一种管道承插角及管径检测方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中管道承插角及管径测量方法只能通过人工进行，误差较大且工作效率低的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种管道承插角及管径检测方法，所述方法包括以下步骤：
3、获取待检测管道的三维点云数据；
4、对所述三维点云数据进行分割，获得管段数据，所述管段数据包括前方管段数据和后方管段数据；
5、基于所述管段数据进行解算，获得所述待检测管道的前方管段管径、后方管段管径、管道承插角的角度以及方向。
6、可选地，所述基于所述管段数据进行解算，获得所述待检测管道的前方管段管径、后方管段管径、管道承插角的角度以及方向的步骤，包括：
7、对所述管段数据进行圆柱面拟合，获得前方管段轴线方向、前方管段管径
8、根据所述前方管段轴线方向和所述后方管段轴线方向计算管道承插角的角度以及方向。
9、可选地，所述对所述管段数据进行圆柱面拟合，获得前方管段轴线方向、前方管段管径、后方管段轴线方向以及后方管段管径的步骤，包括：
10、采用ransac算法对管段数据进行拟合，并获得拟合度最高的第一拟合模型以及所述第一拟合模型对应的拟合点；
11、对所述第一拟合模型进行非线性优化，获得第二拟合模型；
12、基于所述第二拟合模型获得所述管段数据对应管段的管段轴线方向以及管段管径；
13、所述基于所述第二拟合模型获得所述管段数据对应管段的管段轴线方向以及管段管径，包括：
14、基于前方管段的第二拟合模型获得前方管段轴线方向以及前方管段管径；
15、以及，基于后方管段的第二拟合模型获得后方管段轴线方向以及前方管段管径。
16、可选地，所述对所述第一拟合模型进行非线性优化，获得第二拟合模型的步骤，包括：
17、基于误差方程对所述第一拟合模型得到的圆柱面参数进行非线性优化，并根据优化后的圆柱面参数获得第二拟合模型；
18、所述误差方程为：
19、
20、其中，a为x轴线单位向量，b为y轴线单位向量，c为z轴线单位向量，（x0，y0，z0）为管道圆柱面轴线上的点，（x，y，z）为管道圆柱面上的点，r为圆柱面半径。
21、可选地，所述根据所述前方管段轴线方向和所述后方管段轴线方向计算管道承插角的角度以及方向的步骤，包括：
22、基于承插角计算公式、所述前方管段轴线方向和所述后方管段轴线方向计算管道承插角的角度；
23、获取标准轴线方向到后方管段轴线方向的旋转轴向量；
24、基于所述旋转轴向量和所述管道承插角计算获得旋转矩阵；
25、根据所述旋转矩阵进行变换，获得新方向向量；
26、基于所述新方向向量计算管道承插角方向。
27、可选地，所述承插角计算公式为：
28、
29、其中，θ为管道承插角，n1、n2均为单位向量，n1为前方管段的轴线方向的单位向量，n2为后方管段的轴线方向的单位向量。
30、可选地，所述根据新方向向量计算管道承插角方向的公式为：
31、
32、其中，α为承插角方向，为向量m和向量l构成的夹角的反正切函数。
33、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种管道承插角及管径检测装置，所述管道承插角及管径检测装置用于实现如上文所述的管道承插角及管径检测方法的步骤，所述管道承插角及管径检测装置包括：
34、数据采集模块，用于获取待检测管道的三维点云数据；
35、管段分割模块，用于对所述三维点云数据进行分割，获得管段数据，所述管段数据包括前方管段数据和后方管段数据；
36、数据解算模块，用于基于所述管段数据进行解算，获得所述待检测管道的前方管段管径、后方管段管径、管道承插角的角度以及方向；
37、其中，所述数据解算模块，还用于对所述管段数据进行圆柱面拟合，获得前方管段轴线方向、前方管段管径、后方管段轴线方向以及后方管段管径；根据所述前方管段轴线方向和所述后方管段轴线方向计算管道承插角的角度以及方向；
38、所述数据解算模块，还用于采用ransac算法对管段数据进行拟合，并获得拟合度最高的第一拟合模型以及所述第一拟合模型对应的拟合点；对所述第一拟合模型进行非线性优化，获得第二拟合模型；基于所述第二拟合模型获得所述管段数据对应管段的管段轴线方向以及管段管径；
39、所述数据解算模块，还用于基于前方管段的第二拟合模型获得前方管段轴线方向以及前方管段管径；以及，基于后方管段的第二拟合模型获得后方管段轴线方向以及前方管段管径。
40、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种管道承插角及管径检测设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的管道承插角及管径检测程序，所述管道承插角及管径检测程序配置为实现如上文所述的管道承插角及管径检测方法的步骤。
41、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有管道承插角及管径检测程序，所述管道承插角及管径检测程序被处理器执行时实现如上文所述的管道承插角及管径检测方法的步骤。
42、本专利技术通过获取待检测管道的三维点云数据；对三维点云数据进行分割，获得管段数据，管段数据包括前方管段数据和后方管段数据；基于管段数据进行解算，获得待检测管道的前方管段管径、后方管段管径、管道承插角的角度以及方向。由于是通过对前方管段数据和后方管段数据进行解算，从而获得待检测管道的前方管段管径、后方管段管径、管道承插角的角度以及方向，无需人工计算即可对管道内的承插角以及管径进行量化，使得管道的内衬修复更为便捷。
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1.一种管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述对所述第一拟合模型进行非线性优化，获得第二拟合模型的步骤，包括：
3.如权利要求2所述的管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述根据所述前方管段轴线方向和所述后方管段轴线方向计算管道承插角的角度以及方向的步骤，包括：
4.如权利要求3所述的管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述承插角计算公式为：
5.如权利要求4所述的管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述根据新方向向量计算管道承插角方向的公式为：
6.一种管道承插角及管径检测装置，其特征在于，所述管道承插角及管径检测装置用于实现如权利要求1-5任一项所述的管道承插角及管径检测方法的步骤；所述管道承插角及管径检测装置包括：
7.一种管道承插角及管径检测设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的管道承插角及管径检测程序，所述管道承插角及管径检测程序配置为实现如权利要求1至5中任一项
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有管道承插角及管径检测程序，所述管道承插角及管径检测程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的管道承插角及管径检测方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述对所述第一拟合模型进行非线性优化，获得第二拟合模型的步骤，包括：
3.如权利要求2所述的管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述根据所述前方管段轴线方向和所述后方管段轴线方向计算管道承插角的角度以及方向的步骤，包括：
4.如权利要求3所述的管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述承插角计算公式为：
5.如权利要求4所述的管道承插角及管径检测方法，其特征在于，所述根据新方向向量计算管道承插角方向的公式为：
6.一种管道承插...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛少兵，杜光乾，曾耀欢，刘志杰，黄飞崇，谭旭升，曹云，
申请(专利权)人：深圳市博铭维技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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