[发明专利]一种管道检测器姿态检测方法及其检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道检测器姿态检测方法及其检测装置，属于管道检测技术领域。

背景技术

管道检测器姿态检测装置为检测器提供管道缺陷的角位置信息，是管道缺陷检测不可缺少的检测信息。当前管道检测器姿态检测方法主要有两种，一种方法是采用三轴陀螺和三轴加速度计组成惯性测量系统测量管道检测器的姿态信息，但此方法解算的姿态误差随时间发散，必须和其他装置进行组合使用，且系统体积大、功耗高，不利于管道检测器的任务需求；一种方法是采用三轴重力传感器组成的姿态检测系统，利用三个轴向的重力信息解算姿态，但此姿态检测系统在检测器接近垂直时角度失效，无法满足管道检测任务需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种管道检测器姿态检测方法及其检测装置。

本发明的技术解决方案：

一种管道检测器姿态检测方法，其包括以下步骤：

在姿态准备阶段，以陀螺解算的检测器周向角为基准信息，修正倾角传感器解算的周向角的误差得到修正后的倾角传感器解算的检测器周向角：

在检测器运行阶段，以经过修正后的倾角传感器解算的检测器周向角为基准，实时估计陀螺的漂移误差ε，修正陀螺解算的周向角得到修正后的检测器的周向角：t为采样间隔。

所述方法还包括根据倾角传感器测量的重力加速度信息解算检测器的周向角：其中，g_y为Y轴重力加速度信息，g_z为Z轴重力加速度信息。

所述方法还包括用陀螺测量的检测器角速度w_g积分解算检测器的周向角：其中，为t0时刻陀螺解算的周向角。

所述倾角传感器解算的周向角的误差为：其中，为估计的误差系数，为倾角传感器解算的检测器周向角和陀螺解算的检测器周向角的差值。

陀螺的漂移误差ε为：其中，为倾角传感器解算周向角和陀螺解算周向角的差值。

一种管道检测器姿态检测装置，包括：

姿态准备组合解算模块，用于在姿态准备阶段，以陀螺解算的检测器周向角为基准信息，修正倾角传感器解算的周向角的误差，得到修正后的倾角传感器解算的周向角：

检测器运行组合解算模块，与所述姿态准备组合解算模块连接，用于在检测器运行阶段，接收所述姿态准备组合解算模块输出的倾角传感器解算的周向角并以为基准，实时估计陀螺的漂移误差ε，修正陀螺解算的周向角得到修正后的检测器的周向角：t为采样间隔。

所述装置还包括倾角传感器解算单元，用于根据倾角传感器测量的重力加速度信息解算检测器的周向角：其中，g_y为Y轴重力加速度信息，g_z为Z轴重力加速度信息，并将传输给所述姿态准备组合解算模块。

所述装置还包括陀螺解算单元，用于将陀螺测量的检测器角速度w_g积分解算检测器的周向角：其中，为t0时刻陀螺解算的周向角，并将传输给姿态准备组合解算模块和检测器运行组合解算模块。

所述姿态准备组合解算模块，包括倾角传感器解算误差计算单元和倾角传感器解算误差修正单元：其中，

所述倾角传感器解算误差计算单元与所述倾角传感器解算单元和陀螺解算单元连接，用于计算所述倾角传感器解算的周向角的误差：其中，为检测器周向角，为估计的误差系数，为倾角传感器解算的检测器周向角和陀螺解算的检测器周向角的差值；

倾角传感器解算误差修正单元与所述倾角传感器解算单元和所述倾角传感器解算误差计算单元连接，用于修正倾角传感器解算的检测器周向角误差。

所述检测器运行组合解算模块包括陀螺解算误差计算单元和陀螺解算误差修正单元，其中，

陀螺解算误差计算单元与所述陀螺解算单元和倾角传感器解算误差修正单元连接，用于计算陀螺的漂移误差ε：漂移误差ε的估计方程为：其中，为倾角传感器解算周向角和陀螺解算周向角的差值，ε为陀螺的漂移误差；

陀螺解算误差修正单元与陀螺解算单元和陀螺解算误差计算单元连接，用于修正陀螺解算的检测器周向角误差，得到管道检测器经修正后的周向角其中，为陀螺测量值解算的周向角；ε为陀螺漂移误差；t为采样间隔。

本发明与现有技术相比的有益效果：