【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，具體是雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)是一種集成多種先進(jìn)技術(shù)的智能系統(tǒng)，旨在自動(dòng)化地檢測(cè)和評(píng)估管道內(nèi)部的缺陷，并生成詳細(xì)的報(bào)告，該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、供水、排水等行業(yè)的管道維護(hù)和檢測(cè)中，能夠顯著提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，減少人工干預(yù)，降低維護(hù)成本，但是，現(xiàn)有技術(shù)在極端光照條件下采集的圖像往往存在過(guò)曝或欠曝的問(wèn)題，導(dǎo)致圖像質(zhì)量不高，影響缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性，且現(xiàn)有的管道檢測(cè)系統(tǒng)依賴(lài)單一傳感器獲取位置和姿態(tài)信息，容易受到噪聲和誤差的影響，同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)在缺陷檢測(cè)方面往往依賴(lài)單一的圖像處理方法，難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多樣的管道缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本部分的目的在于概述本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)摘要和專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書(shū)摘要和專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本專(zhuān)利技術(shù)的范圍。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成包括：
4、高動(dòng)態(tài)范圍雙目攝像頭模塊，用于在極端光照條件下采集管道內(nèi)部的高對(duì)比度立體圖像；
5、增強(qiáng)型慣性測(cè)量單元，結(jié)合磁力計(jì)和氣壓計(jì)，用于提供更精確的管道內(nèi)移動(dòng)設(shè)備的位置和姿態(tài)信息；
6、圖像處理模塊，與所述高動(dòng)態(tài)范圍雙目攝像
7、自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊，與所述圖像處理模塊和增強(qiáng)型慣性測(cè)量單元連接，該模塊利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合架構(gòu)，能夠根據(jù)增強(qiáng)圖像以及imu提供的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，自動(dòng)識(shí)別管道內(nèi)的缺陷；
8、所述自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊還具備自學(xué)習(xí)能力，能夠通過(guò)在線更新模型參數(shù)來(lái)適應(yīng)不同的管道環(huán)境，提高長(zhǎng)期使用的準(zhǔn)確性和魯棒性。
9、作為本專(zhuān)利技術(shù)再進(jìn)一步的方案：所述系統(tǒng)模塊還包括多維度報(bào)告生成模塊，與所述自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊連接，用于根據(jù)缺陷檢測(cè)算法模塊的結(jié)果，自動(dòng)生成包含缺陷位置、類(lèi)型、嚴(yán)重程度、歷史變化趨勢(shì)等信息的綜合報(bào)告文檔，支持3d可視化和ar展示，以便于技術(shù)人員直觀地了解管道缺陷情況；
10、云端協(xié)同處理單元，與所述圖像處理模塊、自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊和多維度報(bào)告生成模塊連接，能夠?qū)⒈镜夭杉臄?shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器，利用強(qiáng)大的計(jì)算資源進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析和模型訓(xùn)練，同時(shí)支持多用戶訪問(wèn)和數(shù)據(jù)共享，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作；
11、安全加密通信協(xié)議，用于確保所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)加密處理，防止敏感信息泄露，保障用戶數(shù)據(jù)安全。
12、作為本專(zhuān)利技術(shù)再進(jìn)一步的方案：所述高動(dòng)態(tài)范圍雙目攝像頭模塊包括自動(dòng)曝光控制，根據(jù)當(dāng)前光照條件動(dòng)態(tài)調(diào)整曝光時(shí)間，確保圖像的清晰度和對(duì)比度，后圖像預(yù)處理，包括去噪、色彩校正和圖像增強(qiáng)，以提高圖像的質(zhì)量，并進(jìn)行立體匹配，利用雙目攝像頭采集的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，生成高對(duì)比度的立體圖像。
13、進(jìn)一步的，所述自動(dòng)曝光控制過(guò)程如下：
14、采集當(dāng)前圖像的直方圖；
15、計(jì)算直方圖的累積分布函數(shù)；
16、根據(jù)累積分布函數(shù)調(diào)整曝光時(shí)間；
17、直方圖h：
18、其中，p(j)是像素值j出現(xiàn)的頻率；
19、累積分布函數(shù)cdf：
20、調(diào)整曝光時(shí)間t：
21、其中，t0是初始曝光時(shí)間，target_va?l?ue是目標(biāo)像素值；
22、所述去噪使用雙邊濾波，公式如下：
23、
24、其中，i(p)是像素p的灰度值，s是鄰域窗口，gσs和gσr分別是空間高斯核和范圍高斯核。
25、作為本專(zhuān)利技術(shù)再進(jìn)一步的方案：所述增強(qiáng)型慣性測(cè)量單元在測(cè)量過(guò)程中具體包括：
26、數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)采集管道內(nèi)移動(dòng)設(shè)備的位置和姿態(tài)信息，包括加速度、角速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度和氣壓數(shù)據(jù)；
27、數(shù)據(jù)校正，利用卡爾曼濾波器對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，消除噪聲和誤差；
28、數(shù)據(jù)融合，將校正后的數(shù)據(jù)與雙目攝像頭模塊采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，提供更精確的位置和姿態(tài)信息；
29、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)校正采用卡爾曼濾波器，具體如下：
30、預(yù)測(cè)步驟：
31、
32、更新步驟：
33、
34、pk|k＝(i-kkhk)pk|k-1；
35、其中，x^是狀態(tài)估計(jì)，p是估計(jì)誤差協(xié)方差，f是狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，b是控制輸入矩陣，u是控制輸入，q是過(guò)程噪聲協(xié)方差，h是觀測(cè)矩陣，r是觀測(cè)噪聲協(xié)方差，k是卡爾曼增益，z是觀測(cè)值。
36、作為本專(zhuān)利技術(shù)再進(jìn)一步的方案：所述圖像處理模塊中需圖像對(duì)齊，將雙目攝像頭模塊采集的兩幅圖像進(jìn)行對(duì)齊，消除視差，并利用多尺度圖像融合技術(shù)，將不同分辨率的圖像進(jìn)行融合，提高圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)力，應(yīng)用圖像增強(qiáng)算法，直方圖均衡化和對(duì)比度拉伸，提高圖像的對(duì)比度和清晰度。
37、作為本專(zhuān)利技術(shù)再進(jìn)一步的方案：所述自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊包括：
38、特征提取，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取增強(qiáng)圖像中的特征信息，生成特征數(shù)據(jù)集；
39、特征融合，將特征數(shù)據(jù)集與i?mu提供的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，生成多模態(tài)特征向量；
40、缺陷分類(lèi)，利用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)多模態(tài)特征向量進(jìn)行回歸預(yù)測(cè)，確定缺陷的關(guān)鍵點(diǎn)信息和類(lèi)別；
41、在線學(xué)習(xí)，通過(guò)在線更新模型參數(shù)，適應(yīng)不同的管道環(huán)境，提高長(zhǎng)期使用的準(zhǔn)確性和魯棒性。
42、作為本專(zhuān)利技術(shù)再進(jìn)一步的方案：所述自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊還包括：
43、異常檢測(cè)，識(shí)別和過(guò)濾掉由外部干擾引起的誤報(bào)，提高系統(tǒng)的抗干擾能力；
44、自適應(yīng)閾值調(diào)整，根據(jù)環(huán)境變化動(dòng)態(tài)調(diào)整缺陷檢測(cè)的閾值，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性；
45、實(shí)時(shí)反饋，將檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給用戶，以便及時(shí)采取措施。
46、作為本專(zhuān)利技術(shù)再進(jìn)一步的方案：所述多維度報(bào)告生成模塊中包括結(jié)果解析，解析自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊生成的檢測(cè)結(jié)果，提取缺陷位置、類(lèi)型、嚴(yán)重程度等信息，同時(shí)需要報(bào)告生成，根據(jù)解析結(jié)果生成包含缺陷位置、類(lèi)型、嚴(yán)重程度、歷史變化趨勢(shì)等信息的綜合報(bào)告文檔，并進(jìn)行可視化展示，支持3d可視化和ar展示，生成直觀的報(bào)告形式，后報(bào)告輸出，將生成的報(bào)告文檔以多種格式輸出，包括pdf、exce?l表格和3d可視化報(bào)告。
47、作為本專(zhuān)利技術(shù)再進(jìn)一步的方案：所述安全加密通信協(xié)議包括以下步驟：
48、數(shù)據(jù)加密，對(duì)所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行端到端的加密處理，確保數(shù)據(jù)的安全性；
49、密鑰管理，采用安全的密鑰管理機(jī)制，定期更新密鑰，防止密鑰泄露；
50、數(shù)據(jù)驗(yàn)證，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行完整性驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)未被篡改；
51、訪問(wèn)控制，實(shí)施嚴(yán)格的訪問(wèn)控制策略，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：其系統(tǒng)組成包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)模塊還包括多維度報(bào)告生成模塊，與所述自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊連接，用于根據(jù)缺陷檢測(cè)算法模塊的結(jié)果，自動(dòng)生成包含缺陷位置、類(lèi)型、嚴(yán)重程度和歷史變化趨勢(shì)的綜合報(bào)告文檔，支持3D可視化和AR展示，以便于技術(shù)人員直觀地了解管道缺陷情況；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述高動(dòng)態(tài)范圍雙目攝像頭模塊包括自動(dòng)曝光控制，根據(jù)當(dāng)前光照條件動(dòng)態(tài)調(diào)整曝光時(shí)間，確保圖像的清晰度和對(duì)比度，后圖像預(yù)處理，包括去噪、色彩校正和圖像增強(qiáng)，以提高圖像的質(zhì)量，并進(jìn)行立體匹配，利用雙目攝像頭采集的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，生成高對(duì)比度的立體圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述增強(qiáng)型慣性測(cè)量單元在測(cè)量過(guò)程中具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述多維度報(bào)告生成模塊中包括結(jié)果解析，解析自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊生成的檢測(cè)結(jié)果，提取缺陷位置、類(lèi)型和嚴(yán)重程度，同時(shí)需要報(bào)告生成，根據(jù)解析結(jié)果生成包含缺陷位置、類(lèi)型、嚴(yán)重程度和歷史變化趨勢(shì)的綜合報(bào)告文檔，并進(jìn)行可視化展示，支持3D可視化和AR展示，生成直觀的報(bào)告形式，后報(bào)告輸出，將生成的報(bào)告文檔以多種格式輸出，包括PDF、Excel表格和3D可視化報(bào)告。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述安全加密通信協(xié)議包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述多維度報(bào)告生成模塊還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：其系統(tǒng)組成包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)模塊還包括多維度報(bào)告生成模塊，與所述自適應(yīng)缺陷檢測(cè)算法模塊連接，用于根據(jù)缺陷檢測(cè)算法模塊的結(jié)果，自動(dòng)生成包含缺陷位置、類(lèi)型、嚴(yán)重程度和歷史變化趨勢(shì)的綜合報(bào)告文檔，支持3d可視化和ar展示，以便于技術(shù)人員直觀地了解管道缺陷情況；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述高動(dòng)態(tài)范圍雙目攝像頭模塊包括自動(dòng)曝光控制，根據(jù)當(dāng)前光照條件動(dòng)態(tài)調(diào)整曝光時(shí)間，確保圖像的清晰度和對(duì)比度，后圖像預(yù)處理，包括去噪、色彩校正和圖像增強(qiáng)，以提高圖像的質(zhì)量，并進(jìn)行立體匹配，利用雙目攝像頭采集的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，生成高對(duì)比度的立體圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述增強(qiáng)型慣性測(cè)量單元在測(cè)量過(guò)程中具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目視覺(jué)慣性導(dǎo)航輔助的管道缺陷自動(dòng)識(shí)別與報(bào)告生成系統(tǒng)，其特征在于：所述圖像處理模塊中需圖像對(duì)齊，將雙目攝像頭模塊采集的兩幅圖像進(jìn)行對(duì)齊，消除視差，并利用多尺度圖像融合技...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張?bào)w浪，完顏健飛，王榮軍，許俊松，羅敏，陳洋，王陽(yáng)，孟科，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中建七局第二建筑有限公司，
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