[發(fā)明專利]基于多傳感信息融合的管道缺陷檢測與定位方法、系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210706717.2
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN115014334A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高斌;諶梁;羅飛;徐和武;楊雨沛;姜世強;張勇
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);四川德源管道科技股份有限公司
• 主分類號: G01C21/10
• 分類號: G01C21/10;G01C21/16;G01C22/00;G01N27/90
• 代理公司: 成都華風(fēng)專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

1.基于多傳感信息融合的管道缺陷檢測與定位方法，其特征在于：包括如下步驟：

提取管道管道缺陷檢測信號的幅值信號和相位信號；

在相位信號中添加相位糾正偏置參數(shù)實現(xiàn)幅值信號與相位信號的融合處理得到融合信號；

基于融合信號實現(xiàn)管道缺陷的檢測；

根據(jù)管道缺陷檢測信號和/或管道檢測設(shè)備在管道中的三軸姿態(tài)信號對管道進(jìn)行狀態(tài)分段處理，將管道缺陷檢測信號中的管道缺陷信號定位至對應(yīng)狀態(tài)管道段中；

根據(jù)管道檢測設(shè)備在對應(yīng)狀態(tài)管道段中的運行速度、三軸姿態(tài)信號及里程信息，計算管道缺陷信號在每個狀態(tài)管道段中的位置；

所述狀態(tài)分段處理包括建立焊縫判別模型和/或彎道判別模型；

焊縫判別模型通過管道缺陷檢測信號的最大主成分信號變化判斷管道是否處于焊縫段；和/或，焊縫判別模型根據(jù)三軸姿態(tài)信號中的z軸加速度信號變化判斷管道是否處于焊縫段；

所述焊縫判別模型將最大主成分信號與z軸加速度信號進(jìn)行加權(quán)融合處理得到第一融合特征信號X(t)，對第一融合特征信號進(jìn)行異常檢測處理得到焊縫特征信號；

彎道判別模型根據(jù)三軸姿態(tài)信號中的航向角信號變化判斷管道是否處于彎道段；

所述根據(jù)三軸姿態(tài)信號中的航向角信號變化判斷管道是否處于彎道段具體包括：

對航向角信號進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差處理及差分處理，得到標(biāo)準(zhǔn)差信號和差分信號；

對標(biāo)準(zhǔn)差信號和差分信號進(jìn)行乘積融合處理，得到第二融合特征信號；

對第二融合特征信號進(jìn)行異常檢測處理得到彎道特征信號；

對標(biāo)準(zhǔn)差信號和差分信號進(jìn)行乘積融合處理的計算公式為：

S(t)＝arctan(std_roll)*tanh(diff_roll)

其中，S(t)表示第二特征融合信號；std_roll表示滾動標(biāo)準(zhǔn)差信號；diff_roll表示滾動差分信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多傳感信息融合的管道缺陷檢測與定位方法，其特征在于：所述建立焊縫判別模型和/或彎道判別模型步驟前還包括：

對管道缺陷檢測信號的最大主成分信號、三軸姿態(tài)信號中的z軸加速度信號、三軸姿態(tài)信號中的航向角信號分別進(jìn)行滑窗處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多傳感信息融合的管道缺陷檢測與定位方法，其特征在于：所述方法還包括三軸姿態(tài)信號計算步驟：

采集管道檢測設(shè)備的三軸加速度信號及三軸角速度信號；

將三軸加速度信號與三軸角速度信號進(jìn)行互補融合處理得到三軸姿態(tài)信號，互補融合處理的計算公式為：

其中，roll表示三軸姿態(tài)信號中的翻滾角信號；roll_acc表示翻滾角的加速度信號；roll_gypo表示翻滾角的角速度信號；k表示比例系數(shù)；pitch表示三軸姿態(tài)信號中的俯仰角信號；pitch_acc表示俯仰角的加速度信號；pitch_gypo表示俯仰角的角速度信號；yaw_n+1表示三軸姿態(tài)信號中的航向角信號；yaw_gypo表示航向角的角速度信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多傳感信息融合的管道缺陷檢測與定位方法，其特征在于：所述管道檢測設(shè)備在不同狀態(tài)管道段中的運行速度為平均運行速度，平均運行速度基于單位時間內(nèi)的里程信息和/或管道檢測設(shè)備中前后兩組檢測探頭檢測到同一管道缺陷檢測信號的時間差進(jìn)行計算。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于多傳感信息融合的管道缺陷檢測與定位方法，其特征在于：所述平均運行速度計算還包括：

結(jié)合三軸姿態(tài)信號中的三軸加速度信號對平均運行速度進(jìn)行校正處理得到標(biāo)準(zhǔn)平均運行速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多傳感信息融合的管道缺陷檢測與定位方法，其特征在于：所述基于融合信號判斷管道的缺陷具體包括：

根據(jù)采集管道缺陷檢測信號時的不同恒定速度對融合信號進(jìn)行分段處理，并調(diào)節(jié)不同段融合信號序列的長度；

對不同段融合信號進(jìn)行異常檢測處理進(jìn)而得到管道缺陷信號。