(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210737669.3 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 西安热工 研究院有限公司 地址 710048 陕西省西安市碑林区兴庆路 136号 申请人 烟台500供热有限公司 　 西安西热节能技 术有限公司 (72)发明人 高磊　刘圣冠　杜玉卓　乔磊　 焦爱明　尚海军　舒兴杰　贺凯　 王钰泽　孙风伟　王泽广　李京文　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 李鹏威 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01)G06F 30/18(2020.01) G06V 10/22(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/52(2022.01) (54)发明名称 一种基于纳米机器人技术的管道检漏系统 及方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于纳米机器人技术的 管道检漏系统及方法， 包括： 采集管道本体和流 体数据； 建立三维管网空间模型； 利用三维管网 空间模型， 分析管道本体和流体数据， 判断管道 是否存在泄漏。 本发明纳米机器人投入单元将纳 米机器人投入管道， 纳米机器人顺流体移动， 移 动过程中采集管道本体和流体参数， 同时实时与 主机通讯进行数据交互， 主机实时通软件构建管 网模型， 显示每段管网上的数据参数， 对可能存 在的泄漏隐患进行 预警。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114998528 A 2022.09.02 CN 114998528 A 1.一种基于纳米机器人技 术的管道检漏方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 采集管道本体和流体数据； 建立三维管网空间模型； 利用三维管网空间模型， 分析 管道本体和流体数据， 判断管道是否存在泄漏。 2.根据权利要求1所述的基于纳米机器人技术的管道检漏方法， 其特征在于， 所述采集 管道本体和流体数据， 包括： 在供水管道中注满流体并处于满管状态时， 向管道中投入纳米机器人， 纳米机器人通 过发射声 波， 采集反射回来的声 波信号， 得到管道本体和流体数据。 3.根据权利要求2所述的基于纳米机器人技术的管道检漏方法， 其特征在于， 所述建立 三维管网空间模型， 包括： 步骤1， 对 采集到的声 波信号进行 预处理： 式中， ΔYn为采集声波均值， M为同一空间纳米机器人的数量， wi分别纳米机器人采集第 i个声波信号， α 是衰减系数； 步骤2， 建立声 波信号高斯分布模型G(Δ Yn)： 式中， ΔYnj为异常声波均值， E(ΔYn)为ΔYn的均值， δ(ΔYn) 为ΔYn的方差； 步骤3， 建立 三维管网空间模型Δd： Δd＝{dj},j∈ID 式中， ID为纳米机器 人密度值， D为纳米机器 人采集到的数据空间； 纳米机器采集到的某 一个具体的信息数据为D中的一个点， d作为一组采集数据的数值， 每一个参数值为d 的某一 个分量dj。 4.根据权利要求3所述的基于纳米机器人技术的管道检漏方法， 其特征在于， 所述分析 管道本体和流体数据， 判断管道是否存在泄漏， 包括： 将声波信号进行小 波包分解， 得到若干不同尺度的小 波； 获取各尺度小波分解细节系数与近似系数的幅值， 并计算得到近似系数与细节系数的 幅值比； 根据幅值比判断是否发生泄漏。 5.根据权利要求4所述的基于纳米机器人技术的管道检漏方法， 其特征在于， 所述计算 得到近似系数与细节系数的幅值比， 包括： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114998528 A 2其中， R(i)为i点的幅值比， i为系数数据点， A(i)为i点的近似系数幅值序列， A(i)＝|a (i)|， a(i)为小波分解的近似系数； D(i)为i点的细 节系数幅值序列， D(i)＝|d(i)|， d(i)为 小波分解的细节系数。 6.根据权利要求5所述的基于纳米机器人技术的管道检漏方法， 其特征在于， 所述根据 幅值比判断是否发生泄漏， 包括： 步骤1， 根据常规信号的小 波近似系数与细节系数的幅值比设定阈值K； 具体方法如下： 1)删除R(i)中的最大值， 得到序列R 1(i)； 2)计算序列R 1(i)的平均值， 该平均值 为阈值K； 步骤2， 若R(i)> K， 则判断为泄漏发生； 若R(i)≤K， 则判断为未发生泄漏。 7.一种基于纳米机器人技 术的管道检漏系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 用于采集管道本体和流体数据； 模型建立模块， 用于建立 三维管网空间模型； 泄漏判断模块， 用于利用三维管网空间模型， 分析管道本体和流体数据， 判断管道是否 存在泄漏。 8.一种用于实现权利要求1 ‑6所述方法的基于纳米机器人技术的管道检漏系统， 其特 征在于， 包括： 供水管道(1)， 所述供 水管道(1)的入口处设置有纳米机器人投入单 元(3)； 回水管道(2)， 所述回水管道(2)与供水管道(1)相连， 出口处设置有纳米机器人 回收单 元(4)； 主机(6)， 所述主机(6)通过通讯电缆(5)与纳米机器人投入单元(3)和纳米机器人 回收 单元(4)相交互； 所述主机(6)用于实时接收纳米机器人传输数据的同时进行3D管道绘制， 并对管道管体与管道中流体数据进 行分析， 判断管道是否泄漏； 所述主机(6)上还连接有用 于将主机(6)的数据分析 结果进行 呈现， 进行 人机交互， 提前预警泄漏风险点的显示器(7)。 9.一种终端设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上 运行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求 1‑6任 一项所述方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处 理器执行时实现如权利要求1 ‑6任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114998528 A 3