中国城市地下管线发展报告：智能胶囊管道检测技术

管道智能胶囊检测技术是一种基于液体介质中的自主浮动并摄像与定位的管中检测技术，属于一种管道智能检测方法及检测系统，旨在解决现有技术中的管道检测方法作业效率低下、劳动强度大、经济成本高等问题。此方法采用一种智能胶囊，从检测起点投放，智能胶囊在管道中随管道中的水流运动，在运动的过程中采集管道内的图像数据，在检测终点进行胶囊回收。检测时，可在移动终端获取智能胶囊的位置信息，并可下载智能胶囊中所采集到的图像数据，传输至用于对图像数据进行处理与分析的智能终端中，对所取图像数据进行稳像处理，生成虚拟稳定视场的管道检测视频，从生成的管道检测视频中自动识别出管道存在的病害。

此方法检测前，预先将用来采集不同检测段的多个检测胶囊用不同的颜色区分，且每个胶囊内配置有唯一的识别码；在移动终端通过App与多个胶囊中装置的Wi-Fi 通信单元连接。检测前，应对待检测的管道段进行淤泥清理，并应投放与胶囊类似的测试装置，对待检测管道通过性能进行测试。检测的移动终端通过GNSS 定位系统确定检测段的起点和终点位置；检测过程中，通过智能胶囊中的9 轴MEMS 运动传感器对运动数据进行分段处理，通过运动特征分析出管道中的关键拓扑位置，获得胶囊通过关键拓扑位置的时刻，得到胶囊的时间拓扑序列轨迹。结合起点、终点位置，将获得的时间拓扑序列轨迹与所检测管道的地形图匹配，从而得到每个关键拓扑位置上对应的具体地理位置，并得到智能胶囊在管道中运动的轨迹序列，利用卡尔曼滤波轨迹组合，结合胶囊在直线管道运动时匀速运动的特征约束，得到智能胶囊在管道中运动的精细空间轨迹。

此类管道智能检测系统的内部电子模块应包括四个单位：定位定姿、成像拍照、集成控制以及供电等。此类方法采用无动力设计的检测胶囊对管道进行图像数据采集，通过影像和9 轴MEMS 惯导实现位置推算，并利用图像分析技术实现管道病害拾取和病害分析，有效地实现了对管道病害的检测和定位，提高作业效率，降低经济成本。(www.xing528.com)

此方法的难点在于，胶囊的运动是依靠管中水流的自主流动，因此检测时对速度、回收、测量等均较难控制，一般宜采用多粒胶囊同时投放，应减小胶囊的成本。另外，胶囊在管道中的运动轨迹有起伏，摄像质量及稳像技术是关键。