[发明专利]一种液体传输管道的定位方法及应用

说明书

本发明公开了一种液体传输管道的定位方法及应用，其中，定位方法，依次包括：提供一内置有传感器的胶囊，将所述胶囊置于液体传输管道中，所述传感器实时收集并存储所述胶囊的运动状态数据和视频数据；将所述运动状态数据分成若干段，判断每一段数据的拓扑结构；根据所述视频数据修正所述拓扑结构；将修正的拓扑结构与所述液体传输管道的管线图进行匹配，确定拐弯和跌水井两种拓扑结构的开始点和结束点；最后利用捷联惯导算法推算出任意两个井盖之间胶囊的具体位置。本发明经过视频图像的修正，并通过匹配已有的管线图可以有效的消除惯性导航随时间和距离累积的误差，比一般的定位方法更加精确。

技术领域

本发明涉及管道定位工程技术领域，尤其涉及一种液体传输管道的定位方法及应用。

背景技术

液体传输管道(如给水管、排水管、输油管等)是现代社会广泛使用的一项基础设施，与人民日常生活息息相关，对提高居民生活水平、促进区域经济发展有着积极促进作用。而管道随着使用年限的增加，在工作环境和输送原料的长期作用下，不可避免地会出现老化、裂缝、腐蚀等破坏，从而引起液体渗漏、管道爆裂等潜在事故，因此定期检测损伤能使管道安全、高效地运行，对损伤进行精确定位，是评估及修复管道缺陷所必需的。

现有的管道内定位方法有，里程轮定位，加速度计定位，惯性导航定位和GPS定位技术等。这些定位技术都存在不足，例如，里程轮的测量精度受加工差异、管道内壁状况(石蜡、油污引起打滑)、里程轮踏面花纹及磨损情况、里程轮转动灵活性、管内螺旋焊缝引起里程轮转动失常、检测器运行速度和测量距离、输送介质(摩擦与介质阻力)等因素的影响；加速度计定位和惯性导航定位的误差具有时间和距离的累积效应，随着时间和测量距离的增加，精度会逐渐降低；而由于液体传输管道内信号弱，传统的GPS定位基本无法使用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种液体传输管道的定位方法及应用，旨在解决现有的液体传输管道的定位方法在定位过程中，精度会随着时间和测量距离的增加逐渐降低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种液体传输管道的定位方法，包括如下：

步骤S1、提供一内置有传感器的胶囊，将所述胶囊置于液体传输管道中，所述传感器实时收集并存储所述胶囊的运动状态数据和视频数据，所述运动状态数据包括角速度数据、加速度数据和磁力数据；

步骤S2、将所述运动状态数据分成若干段，判断每一段数据的拓扑结构，所述拓扑结构包括直线拓扑结构、拐弯拓扑结构和跌水井拓扑结构；

步骤S3、根据所述视频数据修正所述拓扑结构，得到修正的拓扑结构；

步骤S4、将所述修正的拓扑结构与所述液体传输管道的管线图进行匹配，得到新的拓扑结构序列，确定拐弯和跌水井两种拓扑结构的开始点和结束点；

步骤S5、根据所述新的拓扑结构序列，利用捷联惯导算法推算出任意两个井盖之间胶囊的具体位置。

所述的液体传输管道的定位方法，其中，所述步骤S1中，所述传感器的采样频率为250-350个数据/秒。

所述的液体传输管道的定位方法，其中，所述步骤S2中，将所述运动状态数据分成若干段具体是：每25-40个数据分为一段。

所述的液体传输管道的定位方法，其中，所述步骤S2中，判断每一段数据的拓扑结构的方法为：根据以下三个拓扑结构模型，判断每一段数据的拓扑结构，对于不满足以下三个拓扑结构模型的数据段，采用聚类分析法判断所述数据段的拓扑结构，三个拓扑结构模型分别为：

(1)直线拓扑结构模型为：

GxiΩgx，GyiΩgy，GziΩgz；