[发明专利]一种惯性导航结合三角定位的智能管道形变检测系统

说明书

本发明公开了一种惯性导航结合三角定位的智能管道形变检测系统，包括检测器、大功率信号发生器和数据分析处理计算机；检测器包括IMU惯性测量单元、信号接收模块、时钟模块和信号采集模块；大功率信号发生器内设有时钟模块和信号发送模块，信号发送模块发送大功率信号发生器内的时钟模块数据；数据分析处理计算机在检测器完成管路检测后读取检测器存储的信息，计算出检测器的行驶轨迹。IMU惯性测量单元包括三个方向的陀螺仪和三个方向的加速度计，用来采集检测器的姿态信息。信号接收模块与大功率信号发生器的信号发送模块匹配，实现数据传输。时钟模块用于为系统提供时间基准。解决了现有设备测试精度易受外界环境影响的问题。

技术领域

本发明涉及一种管路检测技术，具体涉及一种惯性导航结合三角定位的智能管道形变检测系统。

背景技术

西气东输、进口原油及矿浆的输送都离不开管道，我国幅员辽阔，油气管道纵横交错，遍及了各个角落，在国民经济生产中有非常重要的作用，而管道长期承受介质的腐蚀，道路施工，河流，雨水、温度、施工及行车的影响会产生腐蚀和形变的缺陷。这些缺陷会影响管道的服役使用寿命，会造成管道泄漏，带来重大经济损失。而检测管道腐蚀的设备要求管道形变量非常小，如不进行管道形变检测管道腐蚀检测设备可能会被卡在管道中间，为此检测管道的形变的工作是必不可少的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种惯性导航结合三角定位的智能管道形变检测系统，用以解决IMU惯性测量单元惯性导航过程产生累积误差，管道内部没有GPS信号，无法对IMU惯性测量单元的误差进行校正的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种惯性导航结合三角定位的智能管道形变检测系统，所述检测系统包括检测器、大功率信号发生器和数据分析处理计算机；

所述检测器包括IMU惯性测量单元、信号接收模块、时钟模块和信号采集模块；

所述大功率信号发生器内设有时钟模块和信号发送模块，信号发送模块发送大功率信号发生器内的时钟模块数据；

所述数据分析处理计算机在检测器完成管路检测后读取检测器存储的信息，计算出检测器的行驶轨迹。

优选的，上述检测器的IMU惯性测量单元包括三个方向的陀螺仪和三个方向的加速度计，用来采集检测器的姿态信息。

优选的，上述检测器的信号接收模块与大功率信号发生器的信号发送模块匹配，实现数据传输。

优选的，上述检测器的时钟模块用于为系统提供时间基准。

优选的，上述大功率信号发生器沿管道布设多个，实现检测器在管道的任意位置可以接收到三个及以上的大功率信号发生器的通信指令信号，所述大功率信号发生器自身位置已知。

优选的，上述检测器的信号采集模块接收IMU惯性测量单元、信号接收模块和时钟模块发来的数据。

优选的，上述检测系统的检测方法包括如下步骤：

Step1：在检测器始发点，标定检测器的初始位置信息和时钟信息；

Step2：检测器运动过程中，检测器周期接收各个大功率信号发生器发出的带有时间戳的通信指令，实时记录在信号采集模块中；

Step3：通过检测器的IMU惯性测量单元，实时检测检测器的三个方向的陀螺和加速度信息，与时钟数据一起记录到信号采集模块中；

Step4：检测器完成管路检测工作后，从管路中取出，数据分析处理计算机整合大功率信号发生器的定位数据和IMU惯性测量单元的数据，利用卡尔曼滤波算法对数据进行整合，对外输出检测系统检测结论及数据。

本发明具有如下优点：