一种管道轨迹检测方法、系统、计算机设备和存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种管道轨迹检测方法、系统、计算机设备和存储介质。管道轨迹检测系统，其包括：第一自动牵引装置、第二自动牵引装置、牵引绳、轨迹仪和上位机。本发明专利技术通过设置轨迹仪够实时检测该待检测管线的轨迹数据，并设置牵引拉力检测机构记录牵引绳的拉力数据来判断管道内部是否存在异物，上位机将轨迹仪传感器采集的轨迹数据和所述拉力数据进行轨迹处理，即可得到一条不受管道内部包括焊瘤焊疤在内的异物影响的高精度轨迹。内的异物影响的高精度轨迹。内的异物影响的高精度轨迹。

【技术实现步骤摘要】
一种管道轨迹检测方法、系统、计算机设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及非开挖管道的轨迹检测
，具体涉及一种管道轨迹检测方法、系统、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]近年来我国地下管线铺设技术快速发展，将电线、电缆等穿入地下管道中的做法既安全又节省地面空间，但随着地下管道的增加，铺设新的管道前需要明确地下是否有已铺设的管道，以及已铺设管道的三维轨迹，以便施工的安全进行，在此需求下轨迹仪应运而生。轨迹仪是一种测量地下空管道轨迹的仪器，将其放入地下空管道中，从管道口拉至管道出口，即可测得该管线三维坐标数据。
[0003]但由于一条完整管道由多段较短的管道通过热熔焊接的方法连接而成，导致其焊接处存在焊瘤焊疤，每当轨迹仪遇到这些在管道内壁上凸起的焊瘤焊疤时阻力会瞬间增大，拉过焊瘤焊疤处后阻力瞬间减小，这个过程产生的加速度会被仪器内部的传感器记录下来，给轨迹计算增加了不必要的误差。因此将轨迹仪因为管道内部异物产生的异常加速度识别出来，并通过算法加以处理的需求十分急迫。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了能够提高轨迹仪轨迹计算精度的管道轨迹检测方法、系统、计算机设备和存储介质。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]在其中一个实施例中提供一种管道轨迹检测系统，其包括：
[0007]第一自动牵引装置，设置在待检测管道的第一端；
[0008]第二自动牵引装置，设置在待检测管道的第二端；r/>[0009]牵引绳，设置在待检测管道中，其两端分别连接至所述第一自动牵引装置和所述第二自动牵引装置；
[0010]轨迹仪，设置在所述牵引绳上，能够从所述待检测管道的第一端移动至第二端，或者能够从所述待检测管道的第二端移动至第一端；所述轨迹仪用于实时检测该待检测管线的轨迹数据并存储；以及
[0011]上位机，电性连接至所述轨迹仪以及所述第一自动牵引装置或所述第二自动牵引装置；
[0012]其中，所述第一自动牵引装置和所述第二自动牵引装置中至少一个包括牵引拉力检测机构；所述牵引拉力检测机构用于实时检测所述牵引绳的拉力数据并存储；
[0013]所述上位机用于获取所述轨迹仪采集的轨迹数据和所述牵引拉力检测机构采集的拉力数据，并按照数据的采集时间将所述轨迹数据和所述拉力数据对齐并对数据标号，获取所述拉力数据中大于第一阈值的数据对应的标号，对应查找在此标号前后第二阈值范围内所对应的所有标号作为异常数据标号，将所述异常数据标号对应的轨迹数据中的加速
度数据进行滤波处理，将处理后的数据归位后计算得到所述待检测管道的轨迹。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一自动牵引装置和所述第二自动牵引装置中均包括卷扬机；当所述第一自动牵引装置或所述第二自动牵引装置中包括所述牵引拉力检测机构时，所述牵引拉力检测机构与所述卷扬机固定在同一底板上；
[0015]所述牵引拉力检测机构包括：
[0016]拉力计，固定在所述底板上；
[0017]第一滑轮，设置在所述拉力计和所述卷扬机之间，并固定在所述底板上；
[0018]第二滑轮，设置在所述拉力计和所述待检测管道之间，并固定在所述底板上；所述第一滑轮的中心点和所述第二滑轮的中心点位置均低于所述拉力计的顶点位置。
[0019]在其中一个实施例中，所述卷扬机、所述第一滑轮、所述拉力计、所述第二滑轮排布在一条直线上；所述牵引绳从所述待检测管道伸出后依次经过所述第二滑轮的底部、所述所述拉力计的顶点、所述第一滑轮的底部并缠绕在所述卷扬机上；所述牵引绳的长度大于所述待检测管道的长度。
[0020]在其中一个实施例中，所述牵引拉力检测机构还包括：主控芯片，电性连接至所述拉力计，用于存储所述拉力数据。
[0021]在其中一个实施例中，所述轨迹仪和所述牵引拉力检测机构的采集频率一致且同步采集数据；所述轨迹数据为所述轨迹仪内传感器数据，包括三维坐标系中的加速度数据、三维坐标系中的角速度数据以及计程轮数据；所述第一阈值为所述拉力数据平均值的2至4倍；所述第二阈值为时间段或采集的数据数量；对加速度数据采用一维线性高斯滤波方式进行滤波处理；其中一维线性高斯滤波处理过程如下：
[0022]首先根据如下公式生成一维高斯滤波矩阵，
[0023][0024]其中，在采集频率为20Hz的情况下，取n＝100，取σ＝1000；
[0025]然后，以数据异常点为原点，取第
‑
100至100组加速度数据，依次令下式中i＝
‑
100至100，完成201次计算后，即完成一维高斯滤波。
[0026]本申请一个实施例中还提供一种管道轨迹检测的方法，其包括以下步骤：
[0027]数据采集步骤，获取一轨迹仪从待检测管道的一端移动至另一端时的轨迹数据以及牵引所述轨迹仪的拉力数据；
[0028]数据对齐步骤，按照数据的采集时间将所述轨迹数据和所述拉力数据对齐，并对数据标号；
[0029]获取异常数据标号步骤，获取所述拉力数据中大于第一阈值的数据对应的标号，对应查找在此标号前后第二阈值范围内所对应的所有标号作为异常数据标号；
[0030]异常数据处理步骤，将所述异常数据标号对应的轨迹数据中的加速度数据进行滤
波处理；
[0031]计算管道轨迹步骤，将上述数据归位后即为滤波处理后的有效数据，将有效数据进行计算得到所述待检测管道的轨迹。
[0032]在其中一个实施例中，在所述数据采集步骤中，所述轨迹仪和所述牵引拉力检测机构的采集频率一致且同步采集数据；所述轨迹数据为所述轨迹仪内传感器数据，包括三维坐标系中的加速度数据、三维坐标系中的角速度数据以及计程轮数据；在所述获取异常数据标号步骤中，所述第一阈值为所述拉力数据平均值的2至4倍；所述第二阈值为时间段或采集的数据数量；在所述异常数据处理步骤中，对加速度数据采用一维线性高斯滤波方式进行滤波处理；其中一维线性高斯滤波处理过程如下：
[0033]首先根据如下公式生成一维高斯滤波矩阵，
[0034][0035]其中，在采集频率为20Hz的情况下，取n＝100，取σ＝1000；
[0036]然后，以数据异常点为原点，取第
‑
100至100组加速度数据，依次令下式中i＝
‑
100至100，完成201次计算后，即完成一维高斯滤波。
[0037]在其中一个实施例中，在所述获取异常数据标号步骤中，所述第一阈值为所述拉力数据平均值的3倍；所述第二阈值为时间段时，所述第二阈值为5秒；所述第二阈值为采集的数据数量时，所述第二阈值为100组。
[0038]在其中一个实施例中，还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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步骤：
[0039]数据采集步骤，获取一轨迹仪从待检测管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道轨迹检测系统，其特征在于，包括：第一自动牵引装置，设置在待检测管道的第一端；第二自动牵引装置，设置在待检测管道的第二端；牵引绳，设置在待检测管道中，其两端分别连接至所述第一自动牵引装置和所述第二自动牵引装置；轨迹仪，设置在所述牵引绳上，能够从所述待检测管道的第一端移动至第二端，或者能够从所述待检测管道的第二端移动至第一端；所述轨迹仪用于实时检测该待检测管线的轨迹数据并存储；以及上位机，电性连接至所述轨迹仪以及所述第一自动牵引装置或所述第二自动牵引装置；其中，所述第一自动牵引装置和所述第二自动牵引装置中至少一个包括牵引拉力检测机构；所述牵引拉力检测机构用于实时检测所述牵引绳的拉力数据并存储；所述上位机用于获取所述轨迹仪采集的轨迹数据和所述牵引拉力检测机构采集的拉力数据，并按照数据的采集时间将所述轨迹数据和所述拉力数据对齐并对数据标号，获取所述拉力数据中大于第一阈值的数据对应的标号，对应查找在此标号前后第二阈值范围内所对应的所有标号作为异常数据标号，将所述异常数据标号对应的轨迹数据中的加速度数据进行滤波处理，将处理后的数据归位后计算得到所述待检测管道的轨迹。2.根据权利要求1所述的管道轨迹检测系统，其特征在于，所述第一自动牵引装置和所述第二自动牵引装置中均包括卷扬机；当所述第一自动牵引装置或所述第二自动牵引装置中包括所述牵引拉力检测机构时，所述牵引拉力检测机构与所述卷扬机固定在同一底板上；所述牵引拉力检测机构包括：拉力计，固定在所述底板上；第一滑轮，设置在所述拉力计和所述卷扬机之间，并固定在所述底板上；第二滑轮，设置在所述拉力计和所述待检测管道之间，并固定在所述底板上；所述第一滑轮的中心点和所述第二滑轮的中心点位置均低于所述拉力计的顶点位置。3.根据权利要求2所述的管道轨迹检测系统，其特征在于，所述卷扬机、所述第一滑轮、所述拉力计、所述第二滑轮排布在一条直线上；所述牵引绳从所述待检测管道伸出后依次经过所述第二滑轮的底部、所述所述拉力计的顶点、所述第一滑轮的底部并缠绕在所述卷扬机上；所述牵引绳的长度大于所述待检测管道的长度。4.根据权利要求2所述的管道轨迹检测系统，其特征在于，所述牵引拉力检测机构还包括：主控芯片，电性连接至所述拉力计，用于存储所述拉力数据。5.根据权利要求1所述的管道轨迹检测系统，其特征在于，所述轨迹仪和所述牵引拉力检测机构的采集频率一致且同步采集数据；所述轨迹数据为所述轨迹仪内传感器数据，包括三维坐标系中的加速度数据、三维坐标系中的角速度数据以及计程轮数据；所述第一阈值为所述拉力数据平均值的2至4倍；所述第二阈值为时间段或采集的数据数量；
对加速度数据采用一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，乌效鸣，徐永华，林朋皓，朱永刚，侯继武，倪宾，徐晗，邱峰，张晓静，沈佳斌，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：