【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道检测，尤其涉及一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法。
技术介绍
1、当前，城市排水管涵常见的结构性缺陷为腐蚀、渗漏、破裂、变形、起伏、脱节，其中腐蚀、渗漏和破裂在管网缺陷数量中占比重最大。根据清检修工程大量数据表明，腐蚀、渗漏两种缺陷占比87％，其次破裂缺陷占比7％，三种缺陷占比达90％以上。
2、脱节、起伏、错口等缺陷类型均为环状缺陷，管涵上下部缺陷相一致，因此这几类缺陷可根据管涵上部缺陷来判断整体缺陷。渗漏缺陷主要位置为管节连接处、破裂处、盖板和侧壁拼接缝处，且缺陷基本集中与顶部和侧上方。腐蚀缺陷是h2s气体被氧化成h2so4从而对混凝土造成腐蚀，所以箱涵的腐蚀主要发生在管涵的水面以上部分。破裂缺陷受外部条件干扰较大，破裂位置存在偶然性，但破裂处裂缝的形状具备一定的规律。
3、目前城市排水管涵缺陷检测一般采取闭路电视系统(简称cctv)进行检测，但该检测方法不能够带水作业，必须管涵进行封堵导流以及清淤完成后，在水位不大于管道直径的20％以下进行，因此管网清淤检测修复一般只能在项目施工过程中同步进行，但在项目前期初设阶段未对管涵进行降水清淤时，由于管网的本底调查不充分，管网缺陷状况不明，很难对管网清淤量以及修复工程量进行准确的评估，容易造成项目的工程概算偏差较大，在项目实施后期决算过程中存在超概风险。因此，亟需解决。
4、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最接近的现有技术。
技术实现思路
2、为达到所述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的，一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，所述评估方法如下：
3、s1、通过管涵检测设备对待检测管道进行水下图像拍摄和淤泥深度探测；
4、s2、所述管涵检测设备将拍摄到的待检测管道的管道图像上传到后台计算机的图像处理系统中；所述图像处理系统中设有图像处理程序，图像处理程序对管道图像中的信息进行检测分析后得到水下裂缝图像；
5、s3、采用matlab软件对每一个水下裂缝图像进行多项式拟合后得到水下裂缝宽度函数，并将所有的水下裂缝宽度函数上传到后台计算机中建立水下裂缝宽度函数数据库；
6、s4、将前期水上拍摄的管道的缺陷图像上传到后台计算机的图像处理系统中，由图像处理系统的图像处理程序对其进行分析检测后得到水上裂缝图像，并将水上裂缝图像通过matlab软件进行多项式拟合后得到水上裂缝宽度函数，并将所有的水上裂缝宽度函数上传到后台计算机中建立水上裂缝宽度函数数据库；
7、s5、从水上裂缝宽度函数数据库中任选一个水上裂缝宽度函数与水下裂缝宽度函数数据库进行对比，两函数差的平方积分即为两函数的偏离程度；计算机从水下裂缝宽度函数数据库中选出与之对比后偏离程度最小的水下裂缝函数，该水下裂缝函数所对应的水下裂缝图像与水上裂缝宽度函数所对应的水上裂缝图像相对应，计算机预估出待测管道水面以下裂缝的形状；
8、s6、得出待测管道水下裂缝的完整曲线图像，并依据该曲线图像分别确定待测管道水下裂缝的长度和面积；
9、s7、依据管涵检测设备探测到的待测管道的淤泥深度，和计算机计算出的待测管道水下裂缝的长度和面积进行修复工程评估。
10、优选的，所述步骤s1中的管涵检测设备采用全地形巡检机器人；所述全地形巡检机器人可适用于有水作业，且全地形巡检机器人搭载高清摄像头和声呐，高清摄像头用于拍摄待检测管道的缺陷，声呐用于探测待检测管道内部的淤积深度。
11、优选的，所述全地形巡检机器人搭载opencv系统，所述opencv系统通过交互方式由操作人员后台操作全地形巡检机器人，且操作人员对全地形巡检机器人拍摄的视频图像进行后台观察分析，将含有待检测管道缺陷的图像按宽高等比例缩放并居中显示在管道图像中。
12、优选的，所述高清摄像头采用黑白摄像机gc2450作为裂缝检测的传感器采集待检测管道内的裂缝图像。
13、优选的，所述图像处理系统利用图像采集卡把全地形巡检机器人拍管道图像存储到计算机内存中。
14、优选的，所述步骤s2中的图像处理程序对管道图像中的信息进行检测分析过程包括：去除管道图像的噪声、对管道图像进行滤波处理，对管道图像进行边缘检测；对管道图像进行阈值分割。
15、优选的，所述步骤s2中的图像处理程序对管道图像进行滤波处理采用中值滤波法：
16、优选的，所述步骤s2中的图像处理程序对管道图像进行边缘检测采用形态学梯度算法。
17、优选的，所述步骤s2中的图像处理程序对管道图像进行阈值分割采用hough变换；所述hough变换分为3个阶段：参数空间离散化、离散空间累积和峰值检测。
18、优选的，所述步骤s3中水下裂缝宽度函数获得过程为：将得到的水下裂缝图像，曲线上部端点作为零点，以水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标轴，由于裂缝具有一定宽度，因此水下裂缝图像曲线存在上边界和下边界两条曲线；
19、采用matlab软件对裂缝图像进行多项式拟合，得到水下裂缝图像的：
20、上边界的函数图像yi＝axin+bxin-1+…+ci；
21、下边界的函数图像yj＝axjn+bxjn-1+…+cj，
22、由此得到水下裂缝宽度函数δym＝yi-yj＝axmn+bxmn-1+…+cm；
23、同理得到s4中的水上裂缝宽度函数δy＝axn+bxn-1+…+c。
24、本专利技术的有益效果体现在：
25、(1)、本专利技术的优点是可以在不封堵降水的条件下，利用全地形检测机器人采集的水面以上的缺陷情况，对缺陷产生机理以及分布特征进行分析并结合特定的裂缝长度算法。解决了极度浑浊、超大尺寸排水管道隐形严重缺陷检测行业难题。其中，三级及四级管道隐形缺陷识别准确性高达95％以上，突破了行业内水面以下隐形缺陷无法检测的技术难题，打破传统管网修复项目由于前期缺乏基础数据造成对缺陷情况和后续修复工程量研判不足，为项目前期提供较为准确的本底调查数据，提高前期编制工程概算的准确性，有效规避超概风险。
26、(2)、本方法可以在不封堵降水的条件下，利用全地形检测机器人采集的水面以上的缺陷情况，通过本申请提供的算法可对排水管涵缺陷情况进行准确评估。同时配合声呐对淤积深度进行检测，可以打破传统管网修复项目由于前期缺乏基础数据造成对淤积深度以及缺陷情况研判不足，为项目前期提供较为准确的本底调查数据，提高前期编制工程概算的准确性，有效规避超概风险。
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1.一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述评估方法如下：
2.根据权利要求1所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述步骤S1中的管涵检测设备采用全地形巡检机器人；所述全地形巡检机器人可适用于有水作业，且全地形巡检机器人搭载高清摄像头和声呐，高清摄像头用于拍摄待检测管道的缺陷，声呐用于探测待检测管道内部的淤积深度。
3.根据权利要求2所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述全地形巡检机器人搭载OpenCV系统，所述OpenCV系统通过交互方式由操作人员后台操作全地形巡检机器人，且操作人员对全地形巡检机器人拍摄的视频图像进行后台观察分析，将含有待检测管道缺陷的图像按宽高等比例缩放并居中显示在管道图像中。
4.根据权利要求2所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述高清摄像头采用黑白摄像机GC2450作为裂缝检测的传感器采集待检测管道内的裂缝图像。
5.根据权利要求3所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述图像处理系
6.根据权利要求1所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述步骤S2中的图像处理程序对管道图像中的信息进行检测分析过程包括：去除管道图像的噪声；对管道图像进行滤波处理；对管道图像进行边缘检测；对管道图像进行阈值分割。
7.根据权利要求6所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述图像处理程序对管道图像进行滤波处理采用中值滤波法。
8.根据权利要求7所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述图像处理程序对管道图像进行边缘检测采用形态学梯度算法。
9.根据权利要求8所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述图像处理程序对管道图像进行阈值分割采用Hough变换；所述Hough变换分为3个阶段：参数空间离散化、离散空间累积和峰值检测。
10.根据权利要求9所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述步骤S3中的水下裂缝宽度函数获得过程为：将得到的水下裂缝图像，曲线上部端点作为零点，以水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标轴，由于裂缝具有一定宽度，因此水下裂缝图像曲线存在上边界和下边界两条曲线；
...【技术特征摘要】
1.一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述评估方法如下：
2.根据权利要求1所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述步骤s1中的管涵检测设备采用全地形巡检机器人；所述全地形巡检机器人可适用于有水作业，且全地形巡检机器人搭载高清摄像头和声呐，高清摄像头用于拍摄待检测管道的缺陷，声呐用于探测待检测管道内部的淤积深度。
3.根据权利要求2所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述全地形巡检机器人搭载opencv系统，所述opencv系统通过交互方式由操作人员后台操作全地形巡检机器人，且操作人员对全地形巡检机器人拍摄的视频图像进行后台观察分析，将含有待检测管道缺陷的图像按宽高等比例缩放并居中显示在管道图像中。
4.根据权利要求2所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述高清摄像头采用黑白摄像机gc2450作为裂缝检测的传感器采集待检测管道内的裂缝图像。
5.根据权利要求3所述的一种带水作业条件下城市排水管涵缺陷评估方法，其特征在于，所述图像处理系统利用图像采集卡把全地形巡检机器人拍管道图像存储到计算机内存中。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯泽建，吴志炎，刘军，汪小东，张利娜，汤丁丁，郭彪，邹静，夏书雷，杨杏勃，胡磊，许荆洋，
申请(专利权)人：中建三局绿色产业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：
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