一种自动巡检式自来水管漏点检测定位方法及其装置与流程

本发明涉及管道泄漏检测，具体是一种自动巡检式自来水管漏点检测定位方法及其装置。

背景技术：

1、大型供水用自来水管通常铺设在地下，地下水管泄漏是一个常见的问题，对供水系统的安全和效率都会产生负面影响，听音法是一种常用于检测地下管道泄漏的方法。

2、当泄漏发生时，地下管道会产生一系列的声音特征，如喷水声和漏水声等，专业的技术人员使用特殊的听音设备，如听音棒或听音器，来聆听地下管道泄漏产生的声音，通过将听音器贴紧地面并沿着管道路径移动倾听异常声音，通过听觉分析来判断泄漏的存在和位置。

3、在实际的应用中，用听音棒或听音器来判断漏水点的位置，其判断的准确性很大程度上依赖于操作人员的经验水平，且若要在检测区域内准确的找出漏水点，需要耗费的时间成本过高。

技术实现思路

1、一)解决的技术问题

2、本发明提供了一种自动巡检式自来水管漏点检测定位方法及其装置，以解决现有的漏水检测设备过度依赖人工、检测效率低、检测结果不准确的问题。

3、二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动巡检式自来水管漏点检测定位方法，包括：

5、获取自来水管道漏水区域的位置信息；

6、将漏水区域划分成若干个均匀的网格，并每一个所述网格的面积小于检测装置的检测覆盖范围；

7、在每个网格内选定取有第一定点，搭载有cors接收器的检测装置按照预设轨迹依次在每个所述第一定点处接收声波信息，后将所述声波信息传输至所述检测装置内的中央处理单元，并与所述中央处理单元内的特征判断层比较。

8、进一步的，所述特征判断层包括有频率判断层；

9、每个网格内的所述第一定点检测到的声波频率与频率判断层的对比输出结果，控制所述检测装置的下一步检测的位置方向。

10、进一步的，每个所述网格内第一定点检测的声波频率与所述频率判断层对比，当检测到的声波频率不属于频率判断层的频率范围内，所述检测装置按照预设轨迹移动至相邻的网格内，在所述相邻的网格内的所述第一定点位置检测接收该相邻的网格内的声波信息；

11、当检测到的声波频率属于频率判断层的频率范围内，检测装置再次在第一定点处检测所属频率范围内的声波的声强，之后检测装置在本网格内依次选取多个定点检测所属频率范围内的声波的声强。

12、进一步的，所述cors接收器与检测装置内的无线通讯单元通信连接，用于实现检测装置的位置校准和定位，并cors接收器和所述中央处理单元通信连接；

13、当检测装置检测到属于频率判断层的频率范围内的声波频率时，以检测装置所处的所述第一定点为原点，并以检测装置所在水平面作为参考平面建立平面坐标系，cors接收器计算校准出之后选取的每个所述定点在所述平面坐标系中对应的坐标位置。

14、进一步的，在检测到声波频率属于频率判断层的频率范围的所述网格内，除所述第一定点外，检测装置选取两个或两个以上的定点；

15、在选取的每个所述定点处依次检测所述频率判断层所属频率范围内的声波的声强，并将声强信息输送至所述中央处理单元，cors接收器将每个选取的定点坐标位置输送至中央处理单元，中央处理单元根据克里金插值法构建预测声强模型，具体包括以下步骤：

16、s1：根据选取的每个所述定点(xi，yi)之间的距离关系以及声强值z(xi)，构建半变异函数γ(h)：

17、

18、其中，σ2是方差，且σ2＝var(h)，h是任意两个定点之间的距离，a是相关度，a通常取1或2；

19、

20、其中，n(h)表示定点的数量，z(xi)表示在每个定点检测出来的声强；

21、s2：克里金插值模型构建多个均匀分布的预测点，计算出每个所述预测点的预测声强z(x*)，

22、

23、其中，λi为每个定点/预测点的权重；

24、

25、其中，γ(hi)是预测点到第i个定点的半变异函数值，是预测点到所有定点的半变异函数值之和；

26、s3：选取一个预测声强z(x*)最高的预测点作为下一个定点，检测装置在该定点处检测所述频率判断层所属频率范围内的声波的声强，若检测装置的检测声强与模型的预测声强的绝对差值小于检测声强的1％-8％，则该点为漏水点；

27、若检测装置的检测声强与模型的预测声强的绝对差值大于检测声强的1％-8％，则结合该定点的坐标和声强重复s1和s2构建新的克里金插值模型，选取新模型的预测声强z(x*)最高的预测点再次检测声强，直至检测声强与模型的预测声强的绝对差值小于检测声强的1％-8％。

28、一种自动巡检式自来水管漏点检测定位装置，包括用于支撑整个装置的机身，包括：

29、移动避障部件，包括设置于所述机身上的双目深度摄像机和位于机身底部的全向轮；

30、声波传感器，设置于机身底部，用于检测声波的频率；

31、声强传感器，设置于机身底部，用于检测一定频率范围内的声波的声强；

32、中央处理器单元，所述中央处理单元能够执行权利要求1至7中任一所述的自动巡检式自来水管漏点检测定位方法，并中央处理单元与所述双目深度摄像机通信连接；以及

33、cors接收器和无线通讯单元，能够执行权利要求1至7中任一所述的自动巡检式自来水管漏点检测定位方法。

34、进一步的，所述机身底部设置有三个或三个以上的所述全向轮，所述双目深度摄像机包括设置于机身同一侧的两个摄像机，两个所述摄像机位于同一条水平线上，两个摄像机同时扫描获取环境中障碍物的深度信息和位置数据，并将数据传送至所述中央处理单元，中央处理单元接收并处理所述障碍物的深度信息和位置数据后，分别控制与每个全向轮连接的第一电机的转速和方向。

35、进一步的，所述机身底部设置有垂直于水平面转动螺纹杆，所述螺纹杆外壁螺纹连接有内螺纹圆筒，声波传感器和声强传感器位于所述内螺纹圆筒底部。

36、进一步的，所述机身底部对称设置有四个所述全向轮，每个全向轮由一个所述第一电机驱动，每个第一电机与所述中央处理单元通信连接；

37、每个全向轮与机身之间通过第二支撑板连接，全向轮与第一电机之间设置有第一支撑板，第一电机的输出轴与所述第一支撑板转动连接，所述第二支撑板与第一支撑板之间铰接有铰接柱和减震器，并所述减震器中的弹簧收缩方向指向机身。

38、进一步的，所述机身底部固定设置有垂直于水平面的圆筒，所述螺纹杆和所述内螺纹圆筒位于所述圆筒内部，圆筒内均匀开设有滑槽，每个所述滑槽内滑动连接有尖头柱，并每个所述尖头柱的尖头端指向机身底部，并每个尖头柱与内螺纹圆筒固定连接。

39、三)有益效果：

40、与现有技术相比，该发明具备如下有益效果：

41、1.本发明通过在检测装置上搭载cors接收器，实现高精度的定位，确保装置的准确定位，提高漏水点检测的准确性；

42、2.本检测装置具备自主避障功能，通过双目深度摄像机获取环境信息，结合全向轮的灵活移动能力，实现自动化巡检，提高工作效率和安全性；

43、3.通过将漏水区域均分为每个可供单次检测的网格区域，先在网格内检测声波频率，从而判断出下一步检测方向，在检测出符合设定漏水频率范围的网格内，再次多点检测该频率范围内的声强，结合多点的声强和坐标，构建克里金插值预测模型，定位计算出漏水点，提高定位的效率和准确性。