CN106442570A - 管道内缺陷检测装置、检测方法和相机的开启设置方法 - Google Patents

管道内缺陷检测装置、检测方法和相机的开启设置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种管道内缺陷检测装置、检测方法和相机的开启设置方法。包括内飞行器和外飞行器，内飞行器对不同内径的管道进行检测，检测后将数据传送到外飞行器，再经外飞行器传送到云端；采用内飞行器通过布置在环形支架一圈的相机组进行拍摄，采集管道管壁的图像，再将拍摄的图像数据编码压缩后通过超低频的无限射频方式发送给外飞行器，外飞行器通过5G网络上传到云端，云端接收后对图像数据进行处理，识别获得图像中的管道缺陷，进而确定管道内缺陷的位置。本发明主要是针对检测不同内径的管道可以自动调节相机启动个数，实现不同内径管道的检测，并能减少相机的使用，提高能源利用率。

Description

管道内缺陷检测装置、检测方法和相机的开启设置方法
技术领域
本发明涉及压力管道内检测领域，尤其是一种管道内缺陷检测装置、检测方法和相机的开启设置方法，用飞行器来检测管道内部缺陷。
背景技术
管道堵塞和腐蚀是压力管道使用过程中的常见状况，影响了压力管道的正常运行和安全性。目前针对管道检测的技术也越来越多，包括漏磁检测、涡流检测、基于光学原理的无损检测、超声检测、基于检测球的泄漏检测等等。但是它们有的造价成本都太高，而且检测速度也很慢；或者是有的检测器适用范围有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种管道内缺陷检测装置、检测方法和相机的开启设置方法，适用不同内径管道的检测，进行实时缺陷的定位，提升管道检测效率，排除安全隐患。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一、一种管道内缺陷检测装置，包括内飞行器和外飞行器：
所述的内飞行器包括内飞行机架以及安装在内飞行器机架上的内飞行器螺旋桨、内飞行器电机、内飞行器主板和内飞行器电池；内飞行器机架上安装有四只内飞行器螺旋桨，内飞行器螺旋桨分别与各自的内飞行器电机连接，由内飞行器电机带动内飞行器螺旋桨旋转进而带动内飞行器空中飞行；内飞行器机架的机头端安装有用于检测前方物体以壁障的内飞行器超声波传感器，内飞行器机架内部安装有内飞行器主板、速度传感器和内飞行器电池，内飞行器机架的中部安装有环形支架，环形支架的外周面上安装有用于拍摄管道内壁缺陷图像的相机组，内飞行器主板上设有内飞行ARM处理器和低频发射器，内飞行器ARM处理器分别与内飞行器超声波传感器、内飞行器电池、速度传感器和四个内飞行器电机连接，内飞行器主板经低频发射器向外飞行器发射图像检测信号；
所述的外飞行器包括外飞行器机架以及安装在外飞行器机架上的外飞行器螺旋桨、外飞行器电机、外飞行器主板和外飞行器电池；外飞行器机架上安装有四只外飞行器螺旋桨，外飞行器螺旋桨分别与各自的外飞行器电机连接，由外飞行器电机带动外飞行器螺旋桨旋转进而带动外飞行器空中飞行；外飞行器机架的机头端安装有用于检测前方物体以壁障的外飞行器超声波传感器，外飞行器机架内部安装有外飞行器主板和外飞行电池，外飞行器主板上设有5G通信模块、GPRS模块、外飞行器ARM处理器和低频接收器，外飞行器ARM处理器分别与外飞行器超声波传感器、5G通信模块、GPRS模块、外飞行器电池、低频接收器和四个外飞行器电机连接，外飞行器主板经由低频接收器接收来自内飞行器的图像检测信号。
所述内飞行器和外飞行器均采用超声波避障方式。
所述的相机组包括多个主要由摄像机和光源组成的相机，相机上沿环形支架外周面的圆周间隔均布安装；每个相机中，摄像机沿径向方向朝外安装，用于照明的光源布置在摄像机。
所述相机嵌入安装在环形支架中。
所述的内飞行器与外飞行器之间采用超低频进行通信，将内飞行器采集的图像信息通过低频发射器发送给外飞行器的低频接收器。
所述的外飞行器根据内飞行器传输的信号实时跟随内飞行器，以保证在信号范围内，实时接收内飞行器传过来的数据。
所述外飞行器的5G通信模块通过5G通信方式将内飞行器采集到的图像检测信号数据实时传送到云端，通过云端的计算机实时对数据进行处理，检测管道的缺陷，实时得到管道缺陷的位置。
所述内外飞行器都采用基于ARM+Linux的嵌入式平台。
飞行过程中，所述内飞行器四个面相机之间的间隔距离是一定的。所述内飞行器在启动的时候，起动上下左右各两个相机，计算上下左右每个面离管壁的距离，根据摄像机拍摄的视角以及每面应片拍摄弧面的大小，根据双目测距算法，计算每个面应起动多少个相机，以及起动相机的位置，以实现相机自启动和完成360度无死角拍摄。
二、一种管道内缺陷检测方法：
采用上述检测装置，所述的内飞行器通过布置在环形支架一圈的相机组进行拍摄，采集管道管壁的图像，再将拍摄的图像数据编码压缩后通过超低频的无限射频方式发送给外飞行器，外飞行器将接收的图像和包含着外飞行器飞行记录的GPRS信息数据一起通过5G网络上传到云端，云端接收到拍摄的图像信息和包含着外飞行器记录的GPRS信息，采用云计算对图像数据进行处理，识别获得图像中的管道缺陷，进而确定管道内缺陷的位置。
本发明最终的云端处理结果可直接反馈给前线检修人员，将处理得到的有缺陷的图像的编号以及对应的距离D和GPRS信息传输给工作人员的便携式手提电脑上，直接进行排查更换新管道，提升了检测效率，快速排除安全隐患。
识别到图像中的管道缺陷后，确定管道内缺陷的位置的方式具体为：首先将相机组中的每个相机传输过来图像分别进行解码编号，只要云端检测到对应编号的图像中存在管道缺陷，通过编号找到拍摄该图像时所在的管道内的位置定位出缺陷所在的管道位置，具体地，编号为N的图像对应的管道距离起始点的位置D为：
其中，每秒钟采集的图像是n，飞行器的速度是V。
另外可再通过外飞行器包含GPRS信息进行二次定位确认。
采用上述检测装置中的内飞行器在管道内飞行并通过相机组采集管道内壁的图像数据，所述相机组中，利用相邻两个相机采用双目测距方法获得相机距离管壁的距离和管道的内径，进而使得内飞行器在管道内沿中心轴飞行并优化设置相机组中相机开启的个数，启用最少相机满足360无死角的管道拍摄。
所述利用相邻两个相机采用双目测距方法获得相机距离管壁的距离和管道的内径，进而使得内飞行器在管道内沿中心轴飞行并优化设置相机组中相机开启的个数，具体为：
将内飞行器放入待检测的管道，先开启所有相机，将任意相邻两个相机采集到的图像利用双目测距算法计算获得其每个相机距离管道的径向距离di，将每个相机采集到的距离管道壁的距离di取平均值，作为环形支架外壁和待检测管道内壁之间的径向距离，利用该平均值发送飞行控制信号到电机，通过电机控制螺旋桨旋转，进而调整内飞行器的飞行高度和水平位置，使得内飞行器始终位于沿管道内径中心地沿管道飞行；
并且采用以下公式获得待检测管道的内半径r2：
r2＝r1+di
其中，r1是环形支架的外半径；
再采用以下公式计算单个相机拍摄管道区域的弧长S1和任意相邻两个相机拍摄管道区域之间的重叠弧长S2：
S1＝(r2-r1)·θ1
S2＝(r2-r1)·θ1-r2·θ2
其中，θ1为相机的视角，θ2为相邻相机之间的弧度角；
通过S2和S1之间采用以下方式进行比较判断，对所有环形支架上的相机进行开启和关闭的优化设置，从而使得内飞行器在管道内飞行过程中，内飞行器上开启最少的相机能对其同一截面的管道内壁进行完整拍摄：
对于任意相邻两个相机，当时，该相邻两个相机中只需启动其中一个，另一个关闭，否则该相邻两个相机均开启。
三、一种内飞行器相机组在管道内采集图像的开启设置方法：
采用权利要求1所述的检测装置中的内飞行器在管道内飞行并通过相机组采集管道内壁的图像数据，所述相机组中，利用相邻两个相机采用双目测距方法获得相机距离管壁的距离和管道的内径，进而使得内飞行器在管道内沿中心轴飞行并优化设置相机组中相机开启的个数，启用最少相机满足360无死角的管道拍摄。
所述利用相邻两个相机采用双目测距方法获得相机距离管壁的距离和管道的内径，进而使得内飞行器在管道内沿中心轴飞行并优化设置相机组中相机开启的个数，具体为：
将内飞行器放入待检测的管道，先开启所有相机，将任意相邻两个相机采集到的图像利用双目测距算法计算获得其每个相机距离管道的径向距离di，将每个相机采集到的距离管道壁的距离di取平均值，作为环形支架外壁和待检测管道内壁之间的径向距离，利用该平均值发送飞行控制信号到电机，通过电机控制螺旋桨旋转，进而调整内飞行器的飞行高度和水平位置，使得内飞行器始终位于沿管道内径中心地沿管道飞行；
并且采用以下公式获得待检测管道的内半径r2：
r2＝r1+di
其中，r1是环形支架的外半径；
再采用以下公式计算单个相机拍摄管道区域的弧长S1和任意相邻两个相机拍摄管道区域之间的重叠弧长S2：
S1＝(r2-r1)·θ1
S2＝(r2-r1)·θ1-r2·θ2
其中，θ1为相机的视角，θ2为相邻相机之间的弧度角；
通过S2和S1之间采用以下方式进行比较判断，对所有环形支架上的相机进行开启和关闭的优化设置，从而使得内飞行器在管道内飞行过程中，内飞行器上开启最少的相机能对其同一截面的管道内壁进行完整拍摄：
对于任意相邻两个相机，当时，该相邻两个相机中只需启动其中一个，另一个关闭，否则该相邻两个相机均开启。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、外飞行器采用5G通信，传输速度快，可靠性高，具有很强的时效性；
2、本发明采用云计算方式，可快速处理大数据，以最快速度检测出管道缺陷，快速的给出管道缺陷的位置，实时反馈检测结果做到检测和更换同步进行，提升了工作效率；
3、内飞行器采用了环形相机自动启动优化方案，可以针对直径不同的管道，选择最少的相机进行检测，不需要在不同的内径下从新设计相机的排列位置和布局光源，有很强的适应性应用价值。
附图说明
图1为本发明内飞行器结构示意图。
图2为本发明内飞行器机身内结构示意图。
图3为本发明外中飞行器结构示意图。
图4为本发明外飞行器机身内结构示意图。
图5为本发明摄像头截面结构示意图。
图6为本发明环形支架上相机开启方式中涉及的字母表示示意图。
图7为本发明内飞行器的连线图。
图8为本发明外飞行器的连线图。
图9为本发明实施例的流程图。
图中：1：内飞行器机身，2/3/4/5：内飞行器螺旋桨，6/7/8/9：内飞行器电机，10：内飞行器超声波传感器，11：摄像机，12：光源，13：高效能内飞行器电池，14:内飞行器主板，15：速度传感器，16：内飞行器ARM处理模块，17：低频发射器，18：环形支架；19：外飞行器机身，20/21/22/23：外飞行器螺旋桨，24/25/26/27：外飞行器电机，28：外飞行器电池，29：外飞行器主板，30：外飞行器ARM处理器，31:5G通信模块，32：外飞行器超声波传感器，33：GPRS模块，34：低频接收器；35：环形支架外壁，36：待检测管道。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
本发明包括内飞行器和外飞行器：内飞行器对不同内径的管道进行采集，采集后将图像数据传送到外飞行器，再经外飞行器传送到云端。
如图1和图2所示，内飞行器包括内飞行器机身1以及安装在内飞行器机身1上的内飞行器螺旋桨2、3、4、5、内飞行器电机6、7、8、9、内飞行器主板14和内飞行器电池13；内飞行器机身1上安装有四只内飞行器螺旋桨2、3、4、5，内飞行器螺旋桨2、3、4、5分别与各自的内飞行器电机6、7、8、9连接，由内飞行器电机带动内飞行螺旋桨旋转进而带动内飞行器空中飞行；内飞行器机身1的机头端安装有用于检测前方物体以壁障的内飞行器超声波传感器10，内飞行器机身1内部安装有内飞行器主板14、速度传感器15和内飞行器电池13，内飞行器机身1的中部安装有环形支架18，环形支架18的外周面上安装有用于拍摄管道内壁缺陷图像的相机组，内飞行器主板14上设有内飞行器ARM处理器16和低频发射器17，如图7所示，内飞行器ARM处理器16分别与内飞行器超声波传感器10、内飞行器电池13、速度传感器15和四个内飞行器电机6、7、8、9连接，内飞行器主板14经低频发射器17向外飞行器发射图像检测信号。
如图3和图4所示，外飞行器器包括外飞行器机身19以及安装在外飞行器机身19上的外飞行器螺旋桨21、22、22、23、外飞行器电机24、25、26、27、外飞行器主板29和外飞行电池28；外飞行器机身19上安装有四只外飞行器螺旋桨21、22、22、23，外飞行器螺旋桨21、22、22、23分别与各自的外飞行器电机24、25、26、27连接，由外飞行器电机带动外飞行器螺旋桨旋转进而带动外飞行器空中飞行；外飞行器机身19的机头端安装有用于检测前方物体以壁障的外飞行器超声波传感器32，外飞行器机身19内部安装有外飞行器主板29和外飞行器电池28，外飞行器主板29上设有5G通信模块31、GPRS模块33、外飞行器ARM处理器30和低频接收器34，如图8所示，外飞行器ARM处理器30分别与外飞行器超声波传感器32、5G通信模块31、GPRS模块33、外飞行器电池28、低频接收器34和四个外飞行器电机24、25、26、27连接，外飞行器主板29经由低频接收器34接收来自内飞行器的图像检测信号。
如图5所示，相机组包括多个主要由摄像机11和光源12组成的相机，相机上沿环形支架18外周面的圆周间隔均布安装；每个相机中，摄像机11沿径向方向朝外安装，用于照明的光源12布置在摄像机11，内飞行电池13连接光源12进行供电。相机嵌入安装在环形支架18中，检测过程中通过相机组的相机采集图像数据进行处理实现快速、实时调整飞行器，使得飞行器沿着管道的中心轴进行飞行。
如图9所示，本发明的实施例及其实施过程如下：
采用内飞行器通过布置在环形支架一圈的相机组进行拍摄，采集管道管壁的图像，再将拍摄的图像数据编码压缩后通过超低频的无限射频方式发送给外飞行器，外飞行器将接收的图像和包含着外飞行器飞行记录的GPRS信息数据一起通过5G网络上传到云端。云端接收到拍摄的图像信息和包含着外飞行器记录的GPRS信息，采用云计算对图像数据进行处理，识别获得图像中的管道缺陷，进而确定管道内缺陷的位置。
在采用内飞行器在管道内飞行并通过相机组采集管道内壁的图像数据过程中，利用相邻两个相机采用双目测距方法获得相机距离管壁的距离和管道的内径，进而使得内飞行器在管道内沿中心轴飞行并优化设置相机组中相机开启的个数，启用最少相机满足360无死角的管道拍摄，具体为：
将内飞行器放入待检测的管道，先开启所有相机，将任意相邻两个相机采集到的图像利用双目测距算法计算获得其每个相机距离管道的径向距离di，将每个相机采集到的距离管道壁的距离di取平均值，作为环形支架外壁35和待检测管道内壁36之间的径向距离，利用该平均值发送飞行控制信号到电机，通过电机控制螺旋桨旋转，进而调整内飞行器的飞行高度和水平位置，使得内飞行器始终位于沿管道内径中心地沿管道飞行；
并且如图6所示，采用以下公式获得待检测管道的内半径r2：
r2＝r1+di
其中，r1是环形支架的外半径；
再采用以下公式计算单个相机拍摄管道区域的弧长S1和任意相邻两个相机拍摄管道区域之间的重叠弧长S2：
S1＝(r2-r1)·θ1
S2＝(r2-r1)·θ1-r2·θ2
其中，θ1为相机的视角，θ2为相邻相机之间的弧度角；
通过S2和S1之间采用以下方式进行比较判断，对所有环形支架上的相机进行开启和关闭的优化设置。
下面以外径200mm的管道，相机视角为π度，环形支架直径150mm，相机之间的弧度角为30度，相机每秒钟30张图片为例，说明该装置的具体实施方式。
将内外飞行器打开后，将内飞行器放入待检测的管道，同时内飞行器的环形相机组和光源组都完全打开，相邻相机利用双目测距算技术，得到每个相机距离管道的距离di，此时的di是各不相同的。而利用双目测距原理可以求得检测管道的内径190mm。此时将每个相机的距离管道壁的距离di，反馈给控制处理器，控制处理器输出反馈信号给控制电机，电机调整内飞行器的飞行高度和水平位置，使得每个相机距离管道的di的大小通过不断调整后均为20mm,此时飞行器处于检测管道的内径中心轴上。当飞行器平稳飞行在管道内径中心轴上时，开始计算需要启动相机的个数，以及需要起动相机的位置，关闭多余的相机和光源。
其中，相机的视角为180°、相邻相机之间的弧度角为30°，单个相机拍摄到的管道的弧长为62.8mm，求得相邻相机的重叠弧长13.09mm，因为13.09mm<31.4mm，每一个相机都需要启动。然后环形相机组进行拍摄，采集管壁的图像。拍摄的图像编码压缩后通过无限射频技术发送给外飞行器，外飞行器将接收的数据通过5G网络上传到云端。云端接收到拍摄的图像信息和包含着外飞行器记录的GPRS信息，云端对接受的图像进行解码编号，然后采用云计算快速的对编号的图像数据进行处理，判断识别缺陷的位置，实验中得到的是编号322、569、789的图像存在腐蚀缺陷，实验中飞行器保持速度0.2m/s匀速飞行，得到的对应的距离初始管道的距离分别为2.15m、3.79m、5.26m，云端处理的结果通过互联网直接传输反馈给前线检修工作人员，腐蚀位置和检测结果进行对比发现误差均在5％内，检测结果可靠，顺利的对腐蚀管道部分进行更换，三个腐蚀点对应图片拍摄时间的GPRS的经纬度是(30.3208311,120.3727659)(30.3208313,120.3727662)(30.3208312,120.3727661)，变化幅度小，和实验点的经纬度信息吻合，GPRS虽有效精度低，不过可以在外飞行器失去联系进行快速定位查找。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种管道内缺陷检测装置，其特征在于包括内飞行器和外飞行器：
所述的内飞行器包括内飞行器机身(1)以及安装在内飞行机身(1)上的内飞行器螺旋桨(2、3、4、5)、内飞行器电机(6、7、8、9)、内飞行器主板(14)和内飞行器电池(13)；内飞行器机身(1)上安装有四只内飞行器螺旋桨(2、3、4、5)，内飞行器螺旋桨(2、3、4、5)分别与各自的内飞行器电机(6、7、8、9)连接，由内飞行器电机带动内飞行器螺旋桨旋转进而带动内飞行器空中飞行；内飞行器机身(1)的机头端安装有用于检测前方物体以壁障的内飞行超声波传感器(10)，内飞行器机架(1)内部安装有内飞行器主板(14)、速度传感器(15)和内飞行器电池(13)，内飞行器机身(1)的中部安装有环形支架(18)，环形支架(18)的外周面上安装有用于拍摄管道内壁缺陷图像的相机组及环形光源，内飞行器主板(14)上设有内飞行器ARM处理器(16)和低频发射器(17)，内飞行器ARM处理器(16)分别与内飞行器超声波传感器(10)、内飞行器电池(13)、速度传感器(15)和四个内飞行器电机(6、7、8、9)连接，内飞行器主板(14)经低频发射器(17)向外飞行器发射图像检测信号；
所述的外飞行器包括外飞行器机身(19)以及安装在外飞行器机身(19)上的外飞行器螺旋桨(21、22、22、23)、外飞行器电机(24、25、26、27)、外飞行器主板(29)和外飞行器电池(28)；外飞行器机身(19)上安装有四只外飞行器螺旋桨(21、22、22、23)，外飞行器螺旋桨(21、22、22、23)分别与各自的外飞行器电机(24、25、26、27)连接，由外飞行器电机带动外飞行螺旋桨旋转进而带动外飞行器空中飞行；外飞行器机身(19)的机头端安装有用于检测前方物体以壁障的外飞行器超声波传感器(32)，外飞行器机身(19)内部安装有外飞行器主板(29)和外飞行器电池(28)，外飞行器主板(29)上设有5G通信模块(31)、GPRS模块(33)、外飞行器ARM处理器(30)和低频接收器(34)，外飞行器ARM处理器(30)分别与外飞行器超声波传感器(32)、5G通信模块(31)、GPRS模块(33)、外飞行电池(28)、低频接收器(34)和四个外飞行器电机(24、25、26、27)连接，外飞行器主板(29)经由低频接收器(34)接收来自内飞行器的图像检测信号。
2.根据权利要求1所述的一种管道内缺陷检测装置，其特征在于：
所述的相机组包括多个主要由摄像机(11)和光源(12)组成的相机，相机上沿环形支架(18)外周面的圆周间隔均布安装；每个相机中，摄像机(11)沿径向方向朝外安装，用于照明的光源(12)布置在摄像机(11)。
3.根据权利要求1所述的一种管道内缺陷检测装置，其特征在于：所述相机嵌入安装在环形支架(18)中。
4.根据权利要求1所述的一种管道内缺陷检测装置，其特征在于：所述的内飞行器与外飞行器之间采用超低频进行通信，将内飞行器采集的图像信息通过低频发射器发送给外飞行器的低频接收器。
5.一种管道内缺陷检测方法，其特征在于：采用权利要求1所述的检测装置，所述的内飞行器通过布置在环形支架一圈的相机组进行拍摄，采集管道管壁的图像，再将拍摄的图像数据编码压缩后通过超低频的无限射频方式发送给外飞行器，外飞行器将接收的图像和包含着外飞行器飞行记录的GPRS信息数据一起通过5G网络上传到云端，云端接收到拍摄的图像信息和包含着外飞行器记录的GPRS信息，采用云计算对图像数据进行处理，识别获得图像中的管道缺陷，进而确定管道内缺陷的位置。
6.根据权利要求1所述的一种管道内缺陷检测方法，其特征在于：首先将相机组中的每个相机传输过来图像分别进行解码编号，只要云端检测到对应编号的图像中存在管道缺陷，通过编号找到拍摄该图像时所在的管道内的位置定位出缺陷所在的管道位置，具体地，编号为N的图像对应的管道距离起始点的位置D为：
D = N n &CenterDot; V
其中，每秒钟采集的图像是n，飞行器的速度是V。
7.一种内飞行器相机组在管道内采集图像的开启方法或者根据权利要求6所述的一种管道内缺陷检测方法，其特征在于：采用权利要求1所述的检测装置中的内飞行器在管道内飞行并通过相机组采集管道内壁的图像数据，所述相机组中，利用相邻两个相机采用双目测距方法获得相机距离管壁的距离和管道的内径，进而使得内飞行器在管道内沿中心轴飞行并优化设置相机组中相机开启的个数，启用最少相机满足360无死角的管道拍摄。
8.根据权利要求7所述的一种内飞行器相机组在管道内采集图像的开启方法或者一种管道内缺陷检测方法，其特征在于：所述利用相邻两个相机采用双目测距方法获得相机距离管壁的距离和管道的内径，进而使得内飞行器在管道内沿中心轴飞行并优化设置相机组中相机开启的个数，具体为：
将内飞行器放入待检测的管道，先开启所有相机，将任意相邻两个相机采集到的图像利用双目测距算法计算获得其每个相机距离管道的径向距离di，将每个相机采集到的距离管道壁的距离di取平均值，作为环形支架外壁(35)和待检测管道内壁(36)之间的径向距离，利用该平均值发送飞行控制信号到电机，通过电机控制螺旋桨旋转，进而调整内飞行器的飞行高度和水平位置，使得内飞行器始终位于沿管道内径中心地沿管道飞行；
并且采用以下公式获得待检测管道的内半径r2：
r2＝r1+di
其中，r1是环形支架的外半径；
再采用以下公式计算单个相机拍摄管道区域的弧长S1和任意相邻两个相机拍摄管道区域之间的重叠弧长S2：
S1＝(r2-r1)·θ1
S2＝(r2-r1)·θ1-r2·θ2
其中，θ1为相机的视角，θ2为相邻相机之间的弧度角；
通过S2和S1之间采用以下方式进行比较判断，对所有环形支架上的相机进行开启和关闭的优化设置，从而使得内飞行器在管道内飞行过程中，内飞行器上开启最少的相机能对其同一截面的管道内壁进行完整拍摄：
对于任意相邻两个相机，当时，该相邻两个相机中只需启动其中一个，另一个关闭，否则该相邻两个相机均开启。
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