Details

Данная работа посвящена разработке программного обеспечения для генерации и анализа карт высот газовых трубопроводов. Предметом исследования являются алгоритмы обработки трёхмерных облаков точек, получаемых при внутритрубном сканировании. Цель работы заключается в повышении точности и скорости анализа пространственных данных для своевременного обнаружения дефектов. Методология исследования базируется на алгоритмах вычислительной геометрии. В работе реализованы аппроксимация цилиндрической поверхности математическим методом RANSAC, пространственная дискретизация и развертка 3D-облака точек в плоскую матрицу высот. Главным результатом стала разработка вычислительного конвейера и программы на C++, автоматически преобразующей зашумленные данные в карту высот с визуальными инструментами анализа. Эффективность ПО подтверждена тестами на реальных промышленных сканированиях. Область применения охватывает промышленную дефектоскопию и системы мониторинга трубопроводов. В выводах отмечено, что алгоритм устойчив к шумам и выбросам, а внедрение разработанного комплекса существенно ускоряет обработку профилометрии труб, повышая общую безопасность эксплуатации газопроводов.

This work is devoted to the development of software for generating and analysing elevation maps of gas pipelines. The subject of the research is algorithms for processing three-dimensional point clouds obtained through in-pipe scanning. The aim of the work is to improve the accuracy and speed of spatial data analysis for the timely detection of defects. The research methodology is based on computational geometry algorithms. The thesis implements the approximation of a cylindrical surface using the RANSAC mathematical method, spatial discretisation, and the projection of a 3D point cloud onto a flat elevation matrix. The main result was the development of a computational pipeline and a C++ program that automatically converts noisy data into a height map with visual analysis tools. The software’s effectiveness has been confirmed by tests on real industrial scans. The scope of application covers industrial flaw detection and pipeline monitoring systems. The conclusions note that the algorithm is robust against noise and outliers, and the implementation of the developed system significantly speeds up the processing of pipe profilometry, thereby enhancing the overall operational safety of gas pipelines.S.