为保障污水管网的健康稳定运行,需要建立科学、实用的方法对城镇污水管网健康状况进行评价,以解污水管网运行现状,为污水管网的检测、修复以及养护提供理论依据,应结合CCTV检测数据,构建一套集健康预测,健康现状诊断的系统,如何提升CCTV检测系统的适应性?

1、动力学仿真

完成履带式管道检测机器人的设计工作,其机械结构包括机器人的行走机构、管径适应机构、升降机构、云台旋转俯仰机构。管道机器人能够在各种管径的管道范围内工作。利用CATIA软件完成各零部件的建模,并进行装配形成虚拟样机。利用ADAMS软件对管道检测机器人虚拟样机进行动力学仿真,分析机器人各个机构在运动过程中的运动学和动力学特性,通过驱动力矩曲线的测量分析和杆件的强度校核,验证机器人设计的合理性。

2、功能层控制

采用计算机和微控制器实现对管道机器人的运动控制,给出控制系统的硬件架构,设计核心的功能层主控板,同时研究直流电机、步进电机、舵机的工作原理,运用软件编写控制行走运动、云台升降运动和云台旋转俯仰运动的程序并完成电机控制信号仿真调试,通过上位机控制软件界面发送指令到下位机,下位机接收指令后控制管道检测机器人的运动。

3、图像处理

系统CCTV检测可开发一个基于OpenCV的管道裂缝图像处理系统,该系统操作简单,界面友好,交互性强,涵盖图像处理的大量算法,可以满足对图像的基本处理要求,具有较强的可移植性和可扩展性。该系统可选择管道图像的裂缝区域进行放大,便于图像分析和处理。提出一种基于图像处理技术的管道裂缝检测方法,首先通过中值滤波法对灰度图像进行去噪使其更适合计算机进行分析和处理;其次使用形态学梯度算法检测边缘轮廓。

然后采用适合算法选取阈值对CCTV检测图像进行分割将目标与背景区分开,再利用Hough变换方法检测图像中的直线;采用形态学处理方法得到裂缝区域填充图像,对其采用细化算法得到裂缝骨架,从而通过统计像素点个数获得裂缝面积与长度参数。分别运用该方法和DEE算法对相同的管道裂缝图像进行检测,实验结果证明该方法对管道裂缝的检测效果好,优于DEE算法。