一种基于双天线地面标记器的过球检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双天线地面标记器的过球检测方法，所述检测方法包括以下步骤：通过对双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1；通过对信号图Y1进行中值滤波得到Y2，对Y2进行三次样条插值，消除噪声，得到拟合曲线；通过对拟合曲线进行峰值检测，确定波峰和波谷的位置；根据波峰和波谷的位置，对是否有内检测器通过进行判断，进而得出结论。本方法利用双天线克服了单天线误报率高的缺点，大大提高了准确率，为降低内检测器里程累积误差、精确定位管壁缺陷提供了保障，极大地提高了工作效率。

Ball passing detection method based on double antenna ground marker

The invention discloses a ball detection method of double antenna ground marker based on the detection method comprises the following steps: the difference based on dual antenna electromagnetic signal acquisition, X1 X2, to eliminate the interference signal obtained by Y2 Y1; the median filtering of the signal in figure Y1, Y2 for three times spline interpolation, noise elimination, fitting curve; through the peak detection of fitting curve, determine the position of peaks and troughs; according to the positions of the peaks and troughs, on whether there is within the detector through judgment, then draws the conclusion. This method uses the double antenna overcomes the shortcomings of high false alarm rate of single antenna, which greatly improves the accuracy, in order to reduce the detector within the mileage accumulated error, accurate positioning of the tube wall defects to provide a guarantee, which greatly improves the work efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管道检测领域，尤其涉及一种基于双天线地面标记器的过球检测方法。
技术介绍
管道运输是现代工业和国民经济的命脉，统计资料表明，目前世界上总管网的50％已经使用了30年甚至更长的时间，由于腐蚀、磨损、意外损伤等原因导致的管道泄漏事故频发，管道所输送的介质多存在危险性和污染性，一旦发生事故，就会造成严重的环境污染，甚至造成生命财产的巨大损失。球形内检测器在行进过程中检测到管壁缺陷时必须同时记录下缺陷位置对应的里程值，以便维修时根据缺陷位置的里程值挖开管道找到缺陷。球形内检测器本身带有惯性导航模块，理想情况下根据惯性导航模块的数据就可以计算出里程值；但在运行过程中存在的一些球形内检测器的摆动、滑动等一些意外因素都会影响里程定位的精确度。这些误差若一直累积下去，将导致最终对长距离输油管道缺陷的定位误差越来越大，这样的结果将失去实际意义，因为维修过程中即使数米的定位误差也会造成巨大的开挖工作量。因此，对于长距离管道的缺损检测，必须对球形内检测器行进过程进行标记并校准里程计数值以消除累积误差，从而对缺陷进行精确定位。在球形内检测器检测管道缺陷时，地面标记系统需要获取的信息包括球形内检测器通过AGM(地面标记器)正下方的准确时刻以及AGM的精确地理位置，前者是消除球形内检测器阶段性累积误差、重新计算里程的唯一依据，后者则是绘制管道全线综合信息图的重要参考。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存下以下缺点和不足：现有的地面标记器只有一个天线，在进行检测时，周围环境中的电磁干扰严重，往往会造成误报，影响实验的进行和数据的计算。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于双天线地面标记器的过球检测方法，本专利技术为降低内检测器里程累积误差、精确定位管壁缺陷提供了保障，详见下文描述：一种基于双天线地面标记器的过球检测方法，所述检测方法包括以下步骤：通过对双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1；通过对信号图Y1进行中值滤波得到Y2，对Y2进行三次样条插值，消除噪声，得到拟合曲线；通过对拟合曲线进行峰值检测，确定波峰和波谷的位置；根据波峰和波谷的位置，对是否有内检测器通过进行判断，进而得出结论。所述通过对双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1的步骤具体为：将两个天线固定在管道外相隔10m的位置，获取内检测器通过天线下方时的电磁信号，并将电磁信号经过电路的滤波、放大、模数转换后传输至地面标记器的处理芯片；经过研究发现，除内检测器以外，外界的电磁干扰可以认为是同时到达两个天线的，所以通过对双天线10s内采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1。所述根据波峰和波谷的位置，对是否有内检测器通过进行判断，进而得出结论的步骤具体为：1)寻找拟合曲线Y的最大值点xmax；2)寻找拟合曲线Y的最小值点xmin；3)求α，如果α＜5％，则认为有内检测器，否则则认为没有内检测器通过；v为内检测器的速度。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本方法利用双天线克服了单天线误报率高的缺点，大大提高了准确率，为降低内检测器里程累积误差、精确定位管壁缺陷提供了保障，极大地提高了工作效率。附图说明图1为一种基于双天线地面标记器的过球检测方法的流程图；图2为双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1；图3为信号图Y1进行中值滤波得到Y2；图4为对Y2进行三次样条插值，消除噪声，得到拟合曲线Y3。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1一种基于双天线地面标记器的过球检测方法，参见图1，该方法包括以下步骤：101：通过对双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1；102：通过对信号图Y1进行中值滤波得到Y2，对Y2进行三次样条插值，消除噪声，得到拟合曲线Y3；103：通过对拟合曲线Y3进行峰值检测，确定波峰和波谷的位置；104：根据波峰和波谷的位置，对是否有内检测器通过进行判断，进而得出结论。综上所述，本专利技术实施例通过上述步骤101-步骤104利用双天线克服了单天线误报率高的缺点，大大提高了准确率，为降低内检测器里程累积误差、精确定位管壁缺陷提供了保障，极大地提高了工作效率。实施例2下面结合图2-图4对实施例1中的方案进行进一步地介绍，详见下文描述：201：通过对双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1；参见图1，该步骤的详细操作为：将两个天线固定在管道外相隔10m的位置，获取内检测器通过天线下方时的电磁信号，并将电磁信号经过电路的滤波、放大、模数转换后传输至地面标记器的处理芯片，进行数据处理。202：对信号图Y1进行中值滤波得到Y2；该步骤的详细操作为：以Y1任意一点xi为例，以xi选取一个长度为21的窗口[xi-10,xi+10]，对21个数进行排序，找到中间值并赋给xi，遍历所有点得到Y2，参见图2。203：对Y2进行三次样条插值，消除噪声，得到拟合曲线Y3，参见图3；其中，对Y2进行三次样条插值得到拟合曲线Y3的步骤具体为：假设有n+1个数据节点：(x0,y0)，(x1,y1)，(x2,y2)，……，(xn,yn)，设每个分段区间[xi,xi+1](i＝0,1,K,n-1)上，曲线方程为gi(x)＝ai+bi(x-xi)+ci(x-xi)2+di(x-xi)3。1)计算步长hi＝xi+1-xi，(i＝0,1,K,n-1)2)将数据节点和指定的端点条件带入矩阵方程：端点条件(对两端点x0和xn的微分进行限制的条件)：非节点边界设二次微分值mi＝gi”(xi)＝2ci；h1(m1-m0)＝h0(m2-m1)，对x0的微分限制条件。hn-1(mn-1-mn-2)＝hn-2(mn-mn-1)，对xn的微分限制条件。其中，mi为第i项的二次微分值，步长hi＝xi+1-xi。矩阵方程：3)解矩阵方程，求得二次微分值mi。该矩阵为三对角矩阵。4)计算样条曲线的系数：ai＝yi其中，i＝0,1,K,n-1；ai为常数项；bi为一次项系数；ci为二次项系数；di为三次项系数；yi为第i个数据的值；yi+1为第i+1个数据的值；mi+1为gi+1(xi+1)的二次微分值。5)在每个子区间xi≤x≤xi+1中，创建方程gi(x)＝ai+bi(x-xi)+ci(x-xi)2+di(x-xi)3其中，gi(x)为要求的区间[xi,xi+1]上的曲线方程。204：对拟合曲线Y3进行峰值检测；该步骤具体为：将赋给Ymax，对与Ymax进行比较，如果则把赋给Ymax，遍历Y上的所有点得到峰值Ymax。将赋给Ymin，对与Ymin进行比较，如果则把赋给Ymin，遍历Y上的所有点得到峰值Ymin。205：根据峰峰值之间的时间差判断是否有内检测器通过。该步骤具体为：1)寻找拟合曲线Y3的最大值Ymax对应的点xmax；2)寻找拟合曲线Y3的最小值Ymin对应的点xmin；3)求α，如果α＜5％，则认为有内检测器，否则则认为没有内检测器通过，其中，v为内检测器的速度。综上所述，本专利技术实施例通过上述步骤201-步骤205利用双天线克服了单天线误报率高的缺点，大大提高了准确率，为降低内检测器里程累积误本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双天线地面标记器的过球检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：通过对双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1；通过对信号图Y1进行中值滤波得到Y2，对Y2进行三次样条插值，消除噪声，得到拟合曲线；通过对拟合曲线进行峰值检测，确定波峰和波谷的位置；根据波峰和波谷的位置，对是否有内检测器通过进行判断，进而得出结论。

【技术特征摘要】
1.一种基于双天线地面标记器的过球检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：通过对双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1；通过对信号图Y1进行中值滤波得到Y2，对Y2进行三次样条插值，消除噪声，得到拟合曲线；通过对拟合曲线进行峰值检测，确定波峰和波谷的位置；根据波峰和波谷的位置，对是否有内检测器通过进行判断，进而得出结论。2.根据权利要求1所述的一种海底管道掩埋状况检测方法，其特征在于，所述通过对双天线采集到电磁信号X1、X2进行作差，消除干扰得到信号图Y1的步骤具体为：将两个天线固定在管道外相隔10m的位置，获取内检测器通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秀丽，李健，熊道英，徐天舒，刘胜，苏智超，
申请(专利权)人：中国石化销售有限公司华南分公司，天津大学，
类型：发明
国别省市：广东;44