[发明专利]基于快速正交搜索算法的管道连接器检测方法

说明书

本发明提供的是一种基于快速正交搜索算法的管道连接器检测方法。采用管道内检测装置中用于管道检测定位的惯性传感器测量数据；并运用快速正交搜索算法来分析管道内的惯性传感器测量数据，通过对惯性传感器测量数据的奇异性分析来提取出管道连接器对应的时间段；结合管道检测定位系统计算出来的管道位置和时间关系，进行时间同步运算得到管道连接器在管道不同位置的分布情况；管道连接器检测结果为管道段连接器处等易腐蚀、易破裂部位的维修提供便利，为惯性辅助管道检测定位系统在直管道段提供连续的方位角和俯仰角误差修正，便于提高管道检测定位系统的定位和定向精度。既不会增加任何成本，也不会对原有的管道检测装置硬件系统有任何改动。

技术领域

本发明涉及的是一种管道连接器检测方法，特别是当管道测量装置在管道内运动时采用快速正交搜索算法来检测管道连接器的方法。

背景技术

管道是实现油、气或水等资源运输的最有效、便利和安全的方式。随着大量先前铺设的管道已达到或超过服役期，由管道泄漏带来的环境污染及经济损失是非常严重的，甚至管道爆炸造成的安全威胁更是难以估量。管道测量装置是在管道内实现管道缺陷检测及缺陷定位最有效的工具，已成为各类管道周期性检测的首选。此外，泥石流、山体滑坡等自然因素也会造成管道变型，采用管道测量装置可实现对被检测管道坐标的有效测量，分析管道的位移或变型对管道潜在危险预测能提供很好的帮助，预防各类管道泄漏或爆炸等危险发生。

由惯性传感器构成的惯性辅助管道定位系统是实现管道缺陷定位及管道变型检测的核心组成部分。但是，惯性辅助管道定位系统的定位误差和方位角误差是随着被检测管道距离的增加而逐渐累积发散的。通常情况下，管道测量装置四周安装的里程仪及其在管道内运动的非完整性约束能为惯性辅助管道定位系统提供连续速度修正。同时，沿被检测管道每隔一定距离且位置已知的地表标记可为惯性辅助管道定位系统提供离散位置修正。但是，小体积低精度微机械惯性传感器构成的惯性辅助定位系统的方位角(定向)误差发散大，除了速度和位置误差修正外，还需要进行方位角误差修正。传统的方位角检测传感器在小径管道内受管道内径及管内环境等影响误差大，惯性辅助管道定位系统很难为管道开挖及维修提供足够的精度。因此，为惯性辅助小径管道检测定位系统提供一种新的方位角误差修正方法势在必行。

铺设的管道是由直管道段通过管道连接器(包括弯管道、环形焊缝和法兰等)连接而成的。管道连接处大都采用焊接或螺丝进行连接，在长期的地下环境中易于腐蚀甚至破裂。此外，管道测量装置在直管道内具有方位角和俯仰角不变的特性，可用于修正管道定位系统的方位角发散误差，提高管道检测定位系统的精度。但是，此方法实现的前提就是实现对管道连接器的正确检测，并确定其具体坐标位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需增加硬件成本，不会对现有的管道检测及评估系统产生影响的基于快速正交搜索算法的管道连接器检测方法。

本发明的目的是这样实现的：

采用安装在管道测量装置中心的捷联惯性测量单元在管道内的测量数据，以离线处理的方式提取出管道连接器部分在管道内对应的位置；以快速正交搜索算法对惯性传感器测量数据进行时域到频域的变换，得出采集信号的时频特性曲线，通过变换后的频域特性曲线幅值来判断整个被检测管道中的直管道段和管道连接器所对应的时间段；结合惯性辅助管道定位系统输出的管道位置和时间的关系，将管道连接器检测的时间与管道位置计算中的时间进行时间同步运算，得出管道位置与管道连接器之间的对应关系；最终将被检测管道中的管道连接器和直管道段的位置在地理坐标系统中分别表示出来。

所述以离线处理的方式提取出管道连接器部分在管道内对应的位置具体包括：当管道测量装置完成整个被检测管道的检测并回到管道接收器后，从管道测量装置的数据存储单元中下载并保存管道检测数据和管道定位传感器数据。