[發明專利]高精度遠程坐標機

在審

• 申請號: 201880054866.7
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN111095025A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: P.卡拉斯科扎尼尼;F.阿卜杜拉蒂夫
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: G01S17/42
• 分類號: G01S17/42;G01S17/66;G01S17/89;G01S7/48
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王冉

提供了一種校準結構的方法。所述方法包括將系鏈的第一端固定到所述結構的外表面上的固定位置處的裝置上，將無人飛行器附接到所述系鏈的第二端，使所述無人飛行器在拴系到所述固定裝置上的同時沿圍繞所述結構的軌跡移動，使用所述無人飛行器在所述軌跡的路線上掃描所述結構的外表面，以獲得所述結構外表面的映射，確定所述無人飛行器相對于所述固定裝置的位置；并基于i)所述確定的無人飛行器相對于所述固定裝置的位置，以及ii)所述結構外表面的映射來校準所述結構。

技術領域

本發明涉及結構校準和映射方法，并且尤其涉及使用無人飛行器(UAV)，三維映射較大物體的技術。

背景技術

在石油和天然氣工業中，定期校準儲罐的容積，以便能夠準確地確定罐中的燃料量。通常，使用液位計確定罐中的燃料量。然而，位于經受較高平均溫度的環境中的儲罐往往會不均勻地膨脹。膨脹常常難以準確測量，并且可對總體積產生明顯影響。當罐的容積變化時，基于罐靜態容積的標準液位計讀數的準確性會降低。燃料水平讀數不準確會導致系統低估燃料資產，并導致保管轉讓期間的收入損失。

增加儲罐校準的頻率可以提高準確性，并產生財務效益。然而，通常使用的校準技術通常需要過長的時間來執行，例如每個罐3至8小時。這些冗長技術會引起對儲罐運行的嚴重破壞，可以安排這些儲罐幾乎連續進行產品轉移。

因此，需要一種適用于大型結構例如儲罐的校準技術，該校準技術既要高度準確，又對其操作的影響最小。

發明內容

本發明的實施例提供了一種校準結構的方法。所述方法包括將系鏈的第一端固定到所述結構的外表面上的固定位置處的裝置上，將無人飛行器附接到所述系鏈的第二端，使所述無人飛行器在拴系到所述固定裝置上的同時沿圍繞所述結構的軌跡移動，使用所述無人飛行器在所述軌跡的路線上掃描所述結構的外表面，以獲得所述結構外表面的映射，確定所述無人飛行器相對于所述固定裝置的位置；并基于i)所述確定的無人飛行器相對于所述固定裝置的位置，以及ii)所述結構外表面的映射來校準所述結構。

在該方法的一些實施方式中，無人飛行器圍繞所述結構的軌跡是圓形路徑。固定裝置可以位于所述結構的頂面上。

在一些實施例中，固定裝置包括激光掃描儀，并且無人飛行器包括安裝的反射器。激光掃描儀和安裝的反射鏡共同確定了無人飛行器相對于固定裝置的位置。

在其他實施例中，固定裝置包括具有角編碼器的系鏈卷軸，和應變傳感器。在此類實施例中，使用應變傳感器來測量使用應變傳感器的系鏈上的應變，并且基于所測得的應變來確定無人飛行器與固定裝置之間的距離。另外，使用角編碼器確定無人飛行器和固定裝置的角度位置。

在一些實施方式中，無人飛行器可以包括激光掃描裝置，所述激光掃描裝置在掃描期間產生所述結構的外表面的點云。無人飛行器還可包括三個推進器。

本發明的實施例還提供了一種用于校準結構的系統。該系統包括位于該結構外表面上的固定位置處的裝置，具有第一端和第二端并且第一端固定至所述固定裝置的系鏈，以及附接到所述系鏈第二端的無人飛行器，所述無人飛行器包括掃描裝置。所述無人飛行器可操作以在拴系到所述固定裝置的同時沿著圍繞所述結構的軌跡移動，并且在所述軌跡的路線上掃描所述結構的外表面以獲得所述結構的外表面的映射。基于i)所述無人飛行器相對于所述固定裝置的已知位置，以及ii)所述結構外表面的映射來校準所述結構。

無人飛行器可以包括多個推進器，并且可操作以控制推進器以保持系鏈中的拉力，從而沿圓形軌跡移動，并且在一些實施方式中，固定裝置位于該結構的頂面上。

在一些實施例中，所述固定裝置包括激光掃描儀，并且所述無人飛行器包括安裝的反射器，并且所述激光掃描儀和安裝的反射器一起確定所述無人飛行器相對于所述固定裝置的位置。