[发明专利]一种自主式多模复合管道定位勘探系统及其实施方法

摘要

本发明公开了一种自主式多模复合管道定位勘探系统及其实施方法，所述定位勘探系统包括传感模块、数据采集模块、多模复合处理模块、校准模块、离线轨迹生成模块、管线航迹定位显示模块、自主牵引及运动平台；所述传感模块包括声呐传感器、超声波传感器、MEMS传感器、测速测距模块；所述数据采集模块包括数据采集装置、数据打包装置、数据发送装置；所述多模复合处理模块包括数据接收及分包装置、ARM多功能处理器、数据打包装置、数据存储装置；所述的离线轨迹生成模块包括计算机、相关数据处理软件。本发明可实现对深埋地下的长距离管道的定位勘探要求，获得其铺设轨迹，并进行定位，解决当前的管道的勘探难题。

主权项

一种自主式多模复合管道定位勘探系统的实施方法，其特征在于：自主式多模复合管道定位勘探系统，包括传感模块、数据采集模块、多模复合处理模块、校准模块、离线轨迹生成模块、管线航迹定位显示模块、自主牵引及运动平台；所述传感模块包括声呐传感器、超声波传感器、MEMS传感器、测速测距模块；所述数据采集模块包括数据采集装置、第一数据打包装置、数据发送装置；所述多模复合处理模块包括数据接收及分包装置、ARM多功能处理器、第二数据打包装置、数据存储装置；所述的离线轨迹生成模块包括计算机、相关数据处理软件；所述的MEMS传感器包括加速度计传感器、陀螺仪传感器或磁传感器；所述的传感模块、数据采集模块、多模复合处理模块都还分别包括电源模块；所述的电源模块包括可充电电池、电源电路；自主式多模复合管道定位勘探系统的实施方法包括以下步骤：(1)启动：将传感模块、数据采集模块、多模复合处理模块分别连接各自的电源电路，并在电源电路的输入端连接可充电电池；自主牵引及运动平台利用自身特殊设计结构使得整个探测系统在管道内稳定前行；(2)传感模块进行检测：声呐传感器与超声波传感器根据声呐、超声波探测技术在管道内运行，检测管道内表面的不正常部位，管道裂缝，管道变形，管道生锈；MEMS传感器在自主导航状态下依靠控制器对加速度计传感器、陀螺计传感器、磁传感器的数据进行采集和存储；测速测距模块利用码盘计数的方法对管道距离进行测量；校准模块针对不同地理位置、环境对声呐传感器、超声波传感器和MEMS传感器进行校准；(3)数据采集与处理：数据采集模块采集传感模块的姿态、位置数据，并将所采集的数据打包，再通过数据发送装置发送到多模复合处理模块；多模复合处理模块的数据接收及分包装置接收数据采集模块发送过来的位置、姿态数据并进行分包，ARM多功能处理器对数据进行处理，第二数据打包装置对数据进行打包，然后数据存储装置对数据进行存储处理；(4)图像生成：离线轨迹生成模块对多模复合处理模块存储的位置、姿态、特征点信息进行进一步处理，利用声呐传感器和超声波传感器探测到的特征点信息对往返航迹进行比对和纠正，获得高精度的管道轨迹图；管线航迹定位显示模块利用坐标变换方法，基于精确的离线轨迹图，计算转换到绝对地球坐标系下的真实航迹。