[發(fā)明專利]一種管道檢測器姿態(tài)檢測方法及其檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310732745.2
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN103743379B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏曉虹;時(shí)兆峰;李晗;劉建豐
• 申請（專利權(quán)）人: 北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): G01C1/00
• 分類號(hào): G01C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管道檢測器姿態(tài)檢測方法及其檢測裝置，屬于管道檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

管道檢測器姿態(tài)檢測裝置為檢測器提供管道缺陷的角位置信息，是管道缺陷檢測不可缺少的檢測信息。當(dāng)前管道檢測器姿態(tài)檢測方法主要有兩種，一種方法是采用三軸陀螺和三軸加速度計(jì)組成慣性測量系統(tǒng)測量管道檢測器的姿態(tài)信息，但此方法解算的姿態(tài)誤差隨時(shí)間發(fā)散，必須和其他裝置進(jìn)行組合使用，且系統(tǒng)體積大、功耗高，不利于管道檢測器的任務(wù)需求；一種方法是采用三軸重力傳感器組成的姿態(tài)檢測系統(tǒng)，利用三個(gè)軸向的重力信息解算姿態(tài)，但此姿態(tài)檢測系統(tǒng)在檢測器接近垂直時(shí)角度失效，無法滿足管道檢測任務(wù)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種管道檢測器姿態(tài)檢測方法及其檢測裝置。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：

一種管道檢測器姿態(tài)檢測方法，其包括以下步驟：

在姿態(tài)準(zhǔn)備階段，以陀螺解算的檢測器周向角為基準(zhǔn)信息，修正傾角傳感器解算的周向角的誤差得到修正后的傾角傳感器解算的檢測器周向角：

在檢測器運(yùn)行階段，以經(jīng)過修正后的傾角傳感器解算的檢測器周向角為基準(zhǔn)，實(shí)時(shí)估計(jì)陀螺的漂移誤差ε，修正陀螺解算的周向角得到修正后的檢測器的周向角：t為采樣間隔。

所述方法還包括根據(jù)傾角傳感器測量的重力加速度信息解算檢測器的周向角：其中，g_y為Y軸重力加速度信息，g_z為Z軸重力加速度信息。

所述方法還包括用陀螺測量的檢測器角速度w_g積分解算檢測器的周向角：其中，為t0時(shí)刻陀螺解算的周向角。

所述傾角傳感器解算的周向角的誤差為：其中，為估計(jì)的誤差系數(shù)，為傾角傳感器解算的檢測器周向角和陀螺解算的檢測器周向角的差值。

陀螺的漂移誤差ε為：其中，為傾角傳感器解算周向角和陀螺解算周向角的差值。

一種管道檢測器姿態(tài)檢測裝置，包括：

姿態(tài)準(zhǔn)備組合解算模塊，用于在姿態(tài)準(zhǔn)備階段，以陀螺解算的檢測器周向角為基準(zhǔn)信息，修正傾角傳感器解算的周向角的誤差，得到修正后的傾角傳感器解算的周向角：

檢測器運(yùn)行組合解算模塊，與所述姿態(tài)準(zhǔn)備組合解算模塊連接，用于在檢測器運(yùn)行階段，接收所述姿態(tài)準(zhǔn)備組合解算模塊輸出的傾角傳感器解算的周向角并以為基準(zhǔn)，實(shí)時(shí)估計(jì)陀螺的漂移誤差ε，修正陀螺解算的周向角得到修正后的檢測器的周向角：t為采樣間隔。

所述裝置還包括傾角傳感器解算單元，用于根據(jù)傾角傳感器測量的重力加速度信息解算檢測器的周向角：其中，g_y為Y軸重力加速度信息，g_z為Z軸重力加速度信息，并將傳輸給所述姿態(tài)準(zhǔn)備組合解算模塊。

所述裝置還包括陀螺解算單元，用于將陀螺測量的檢測器角速度w_g積分解算檢測器的周向角：其中，為t0時(shí)刻陀螺解算的周向角，并將傳輸給姿態(tài)準(zhǔn)備組合解算模塊和檢測器運(yùn)行組合解算模塊。

所述姿態(tài)準(zhǔn)備組合解算模塊，包括傾角傳感器解算誤差計(jì)算單元和傾角傳感器解算誤差修正單元：其中，

所述傾角傳感器解算誤差計(jì)算單元與所述傾角傳感器解算單元和陀螺解算單元連接，用于計(jì)算所述傾角傳感器解算的周向角的誤差：其中，為檢測器周向角，為估計(jì)的誤差系數(shù)，為傾角傳感器解算的檢測器周向角和陀螺解算的檢測器周向角的差值；

傾角傳感器解算誤差修正單元與所述傾角傳感器解算單元和所述傾角傳感器解算誤差計(jì)算單元連接，用于修正傾角傳感器解算的檢測器周向角誤差。

所述檢測器運(yùn)行組合解算模塊包括陀螺解算誤差計(jì)算單元和陀螺解算誤差修正單元，其中，

陀螺解算誤差計(jì)算單元與所述陀螺解算單元和傾角傳感器解算誤差修正單元連接，用于計(jì)算陀螺的漂移誤差ε：漂移誤差ε的估計(jì)方程為：其中，為傾角傳感器解算周向角和陀螺解算周向角的差值，ε為陀螺的漂移誤差；

陀螺解算誤差修正單元與陀螺解算單元和陀螺解算誤差計(jì)算單元連接，用于修正陀螺解算的檢測器周向角誤差，得到管道檢測器經(jīng)修正后的周向角其中，為陀螺測量值解算的周向角；ε為陀螺漂移誤差；t為采樣間隔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：