一种基于管道段长度及管道连接器检测的管道内定位装置及定位方法制造方法及图纸

一种基于管道段长度及管道连接器检测的管道内定位装置及定位方法，属于管道测绘技术领域，本发明专利技术为解决小径管道检测定位系统定位和定向精度低的难题。主体内由密封空腔组成，从左至右依次安装数据存储单元、数据处理单元、MEMS捷联惯性测量单元和电源模块；主体外壁两端分别对称且等间距安装多个里程轮和支撑轮，管道缺陷检测传感器安装在主体外壁里程轮和支撑轮之间，三者由塑料密封圈隔离。此外，基于管道段长度及管道连接器检测的定位方法以复连续小波变换检测管道连接器，一方面为管道定位系统在直管道段提供方位角和俯仰角误差修正，另一方面结合管道段长度信息库为管道定位系统提供位置误差修正，从而实现管道缺陷的精确定位。

A positioning device and positioning method based on pipeline segment length and pipeline connector detection

【技术实现步骤摘要】
一种基于管道段长度及管道连接器检测的管道内定位装置及定位方法
本专利技术涉及一种管道内定位装置及定位方法，具体涉及一种基于管道段长度及管道连接器检测的管道内定位装置及定位方法，属于管道测绘

技术介绍
早年铺设的管道有一部分已达到或超过其寿命期，其泄露、爆炸等危险事故时常发生，由此造成的环境污染、经济问题及人身安全威胁都是极为严重的。此外，山体滑坡、泥石流、地壳运动等自然灾害也会造成管道形变，甚至破裂。目前，管道内检测装置因其对管道缺陷检测不受外部地形条件的限制，在管道内实现管道缺陷检测及缺陷定位，已成为各类管道周期性检测的最有效工具。管道内检测装置不仅可实现被检测管道坐标的有效测量，而且通过管道的位移或形变分析来预测各类管道泄漏或爆炸等危险的发生。由MEMS(微电子机械系统，简称微机电系统)惯性传感器构成的小径管道定位系统是实现管道缺陷定位及管道形变检测的核心部分。但是，小径管道定位系统运用的小体积MEMS惯性测量单元精度普遍较低，惯性辅助管道定位系统在管道内的定位误差和定向误差随着被检测管道距离的增加而累积发散误差大。通常情况下，为了修正惯性辅助管道定位系统的发散误差，管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于管道段长度及管道连接器检测的管道内定位装置，其特征在于：包括数据存储单元(1)、数据处理单元(2)、MEMS捷联惯性测量单元(3)、电源模块(4)、里程轮(5)、管道缺陷检测传感器(6)、塑料密封圈(7)、支撑轮(8)和主体(9)；所述主体(9)内由密封空腔组成，从左至右依次安装有数据存储单元(1)、数据处理单元(2)、MEMS捷联惯性测量单元(3)和电源模块(4)；主体(9)外壁两端分别对称且等间距安装有多个里程轮(5)和支撑轮(8)，管道缺陷检测传感器(6)安装在主体(9)外壁里程轮(5)和支撑轮(8)之间，管道缺陷检测传感器(6)与里程轮(5)和支撑轮(8)由塑料密封圈(7)隔离...

【技术特征摘要】
1.一种基于管道段长度及管道连接器检测的管道内定位装置，其特征在于：包括数据存储单元(1)、数据处理单元(2)、MEMS捷联惯性测量单元(3)、电源模块(4)、里程轮(5)、管道缺陷检测传感器(6)、塑料密封圈(7)、支撑轮(8)和主体(9)；所述主体(9)内由密封空腔组成，从左至右依次安装有数据存储单元(1)、数据处理单元(2)、MEMS捷联惯性测量单元(3)和电源模块(4)；主体(9)外壁两端分别对称且等间距安装有多个里程轮(5)和支撑轮(8)，管道缺陷检测传感器(6)安装在主体(9)外壁里程轮(5)和支撑轮(8)之间，管道缺陷检测传感器(6)与里程轮(5)和支撑轮(8)由塑料密封圈(7)隔离。2.一种基于权利要求1所述的管道段长度及管道连接器检测的管道内定位装置实现的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，采集数据并分析推导；采用管道测量装置完成整个被检测管道的检测后，从存储器中读取MEMS捷联惯性测量单元中的陀螺仪和加速度计的数据，以及里程轮数据；由MEMS惯性测量单元输出的数据推导管道测量装置在管道内运动的旋转角速度和线性加速度值，同时，结合管道测量装置进行检测的初始条件，采用捷联惯性导航算法可计算出管道测量装置在管道内运动的姿态角、速度和位置信息；步骤二，采用复连续小波变换方法分析数据；分析管道测量装置的旋转角速度和线性加速度信号，可得出管道测量装置在管道内运行时间与不同时刻所对应的管道连接器的关系，管道连接器检测结果可为直管道段内惯性辅助管道检测定位系统的方向角和俯仰角误差修正做准备；步骤三，方向角、俯仰角和速度误差计算；根据管道连接器检测结果，将由捷联惯性导航算法在每个直管道段计算出来的方向角APJ(j)和俯仰角PPJ(j)与对应直管道首次由捷联惯性导航算法计算出的方向角ASINS和俯仰角PSINS分别作差，可得出整个直管道段惯性辅助管道检测定位系统的方向角和俯仰角误差；由捷联惯性导航算法计算出来的三维速度Ve,SINS，Vn,SINS和Vu,SINS与管道测量装置尾部里程仪测量的轴向速度vodo，以及管道测量装置在管道内横向和纵向的非完整性约束提供的零速经过坐标变换再作差可得出速度误差，为三维速度误差修正做准备；步骤四，三维位置误差修正；由捷联惯性导航算法在初始位置已知的情况下，经过对加速度信息二次积分和坐标变换后，计算得到三维位置信息rn，然而，基于加速度二次积分的位置算法其误差是随时间累积的，因此需要定期对位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：管练武，王萌，刘繁明，何昆鹏，高延滨，霍亮，胡文彬，许德新，宋玉寰，丛晓丹，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，哈尔滨航士科技发展有限公司，上海航士海洋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23