一種管道中心線測(cè)量的螺旋誤差補(bǔ)償方法及測(cè)量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管道中心線測(cè)量的螺旋誤差補(bǔ)償方法及測(cè)量設(shè)備，在管道測(cè)繪裝置運(yùn)行在管道中時(shí)，通過慣性裝置獲取所述管道測(cè)繪裝置的角速率信息，所述慣性裝置設(shè)置在所述管道測(cè)繪裝置上；以及通過里程裝置獲取所述管道測(cè)繪裝置的速度信息，所述里程裝置設(shè)置在所述管道測(cè)繪裝置上；基于所述角速率信息、所述速度信息和管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信息，獲取所述管道測(cè)繪裝置對(duì)應(yīng)的螺旋誤差；根據(jù)所述螺旋誤差，對(duì)所述角速率信息和所述速度信息進(jìn)行補(bǔ)償；根據(jù)補(bǔ)償后的所述角速率信息和所述速度信息，獲取所述管道的中心線的軌跡數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種管道中心線測(cè)量的螺旋誤差補(bǔ)償方法及測(cè)量設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及原油管道測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種管道中心線測(cè)量的螺旋誤差補(bǔ)償方 法及測(cè)量設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，通常會(huì)使用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)來對(duì)管道中心線進(jìn)行測(cè)量，將管道檢測(cè)設(shè) 備運(yùn)行在需要檢測(cè)的管道中，通過所述管道檢測(cè)設(shè)備上設(shè)置的慣性元件例如陀螺儀和加速 度計(jì)等測(cè)量出其運(yùn)行的位置、姿態(tài)和加速度等參數(shù)、以及通過里程計(jì)來獲取所述管道檢測(cè) 設(shè)備的運(yùn)行速度，經(jīng)過計(jì)算后便可以獲得所述管道檢測(cè)設(shè)備的速度和位置，以此獲取所需 的管道中心線位置。
[0003] 但是，在將管道檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行在需要檢測(cè)的管道時(shí)，由于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精 度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，如此，當(dāng)測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，垂直于管道中心線方向的測(cè)量數(shù)據(jù)中存 在測(cè)量誤差，該誤差隨著測(cè)繪系統(tǒng)行駛的里程的變化成增長(zhǎng)趨勢(shì)，其變化的幅值可達(dá)分米 級(jí)，因此會(huì)嚴(yán)重影響管道參數(shù)的測(cè)量精度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明提供一種管道中心線測(cè)量的螺旋誤差補(bǔ)償方法及測(cè)量設(shè)備，能夠?qū)艿乐?心線測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量誤差進(jìn)行補(bǔ)償，使得補(bǔ)償后的測(cè)量數(shù)據(jù)能夠更準(zhǔn)確，進(jìn)而能夠有效提 高測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量精度。
[0005] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種管道中心線測(cè)量的螺旋誤差補(bǔ)償方法，包括：
[0006] 在管道測(cè)繪裝置運(yùn)行在管道中時(shí)，通過慣性裝置獲取所述管道測(cè)繪裝置的角速率 信息，所述慣性裝置設(shè)置在所述管道測(cè)繪裝置上；以及
[0007] 通過里程裝置獲取所述管道測(cè)繪裝置的速度信息，所述里程裝置設(shè)置在所述管道 測(cè)繪裝置上；
[0008] 基于所述角速率信息、所述速度信息和管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信息，獲取所述管道測(cè) 繪裝置對(duì)應(yīng)的螺旋誤差；
[0009] 根據(jù)所述螺旋誤差，對(duì)所述角速率信息和所述速度信息進(jìn)行補(bǔ)償；
[0010] 根據(jù)補(bǔ)償后的所述角速率信息和所述速度信息，獲取所述管道的中心線的軌跡數(shù) 據(jù)。
[0011] 可選的，所述基于所述角速率信息、所述速度信息和管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信息，獲取 所述管道測(cè)繪裝置對(duì)應(yīng)的螺旋誤差，具體包括：
[0012] 根據(jù)所述里程裝置與所述慣性裝置之間的安裝誤差、所述角速率信息和所述速度 信息，獲取螺旋誤差模型；
[0013] 將所述管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信息代入所述螺旋誤差模型中，獲取所述螺旋誤差。
[0014] 可選的，所述根據(jù)所述里程裝置與所述慣性裝置之間的安裝誤差、所述角速率信 息和所述速度信息，獲取螺旋誤差模型，具體為：
[0015] 若所述里程裝置與所述慣性裝置在Z軸方向的安裝誤差角為d θ，以及在Y軸方向 的安裝誤差角度為dv，綜合安裝誤差角為
【權(quán)利要求】
1. 一種管道中心線測(cè)量的螺旋誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，包括： 在管道測(cè)繪裝置運(yùn)行在管道中時(shí)，通過慣性裝置獲取所述管道測(cè)繪裝置的角速率信 息，所述慣性裝置設(shè)置在所述管道測(cè)繪裝置上；以及 通過里程裝置獲取所述管道測(cè)繪裝置的速度信息，所述里程裝置設(shè)置在所述管道測(cè)繪 裝置上； 基于所述角速率信息、所述速度信息和管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信息，獲取所述管道測(cè)繪裝 置對(duì)應(yīng)的螺旋誤差； 根據(jù)所述螺旋誤差，對(duì)所述角速率信息和所述速度信息進(jìn)行補(bǔ)償； 根據(jù)補(bǔ)償后的所述角速率信息和所述速度信息，獲取所述管道的中心線的軌跡數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的螺旋誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，所述基于所述角速率信息、 所述速度信息和管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信息，獲取所述管道測(cè)繪裝置對(duì)應(yīng)的螺旋誤差，具體包 括： 根據(jù)所述里程裝置與所述慣性裝置之間的安裝誤差、所述角速率信息和所述速度信 息，獲取螺旋誤差模型； 將所述管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信息代入所述螺旋誤差模型中，獲取所述螺旋誤差。
3. 如權(quán)利要求2所述的螺旋誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，所述根據(jù)所述里程裝置與所 述慣性裝置之間的安裝誤差、所述角速率信息和所述速度信息，獲取螺旋誤差模型，具體 為： 若所述里程裝置與所述慣性裝置在Z軸方向的安裝誤差角為d0，以及在Y軸方向的安 裝誤差角度為dv，綜合安裝誤差角為則所述管道測(cè)繪裝置在運(yùn)行時(shí)的垂向速度誤差、 側(cè)向速度誤差與滾動(dòng)角的關(guān)系模型為：
其中，V用于表示所述管道測(cè)繪裝置的速度，《用于表示所述管道測(cè)繪裝置的旋轉(zhuǎn)的 角速率，t用于表示所述管道測(cè)量裝置在所述管道中的運(yùn)行時(shí)間； 將線性關(guān)系模型代入所述公式（1)進(jìn)行積分，獲取所述螺旋誤差模型，其中，所述線性 關(guān)系模型為所述角速率信息和所述速度信息之間的關(guān)系模型； 所述線性關(guān)系模型為：
所述螺旋誤差模型為：
其中，Yt 時(shí)刻的滾動(dòng)角；Y(l為初始時(shí)刻的滾動(dòng)角；Ky為所述里程裝置與所述慣性 裝置在Y軸方向的螺旋誤差振幅，Kz為所述里程裝置與所述慣性裝置在Z軸方向的螺旋誤 差振幅。
4. 如權(quán)利要求3所述的螺旋誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，所述將所述管道標(biāo)定點(diǎn)的位 置信息代入所述螺旋誤差模型中，獲取所述螺旋誤差，具體為： 將所述管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信息代入所述螺旋誤差模型中，獲取Ky和Kz的值。
5. 如權(quán)利要求4所述的螺旋誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，所述根據(jù)所述螺旋誤差，對(duì)所 述角速率信息和所述速度信息進(jìn)行補(bǔ)償，具體包括： 令孫A =[孫(:'as'Xy其中， ?、
則可知：
當(dāng)在水平放置的管道中進(jìn)行測(cè)量時(shí)，垂直方向的補(bǔ)償方法為：
其中，Y為滾動(dòng)角，S為補(bǔ)償螺旋誤差前的位置信息，歹為補(bǔ)償螺旋誤差后的位置信 息，為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣。
6. -種管道中心線測(cè)量設(shè)備，其特征在于，包括： 角速率獲取單元，用于在管道測(cè)繪裝置運(yùn)行在管道中時(shí)，通過慣性裝置獲取所述管道 測(cè)繪裝置的角速率信息，所述慣性裝置設(shè)置在所述管道測(cè)繪裝置上； 速度獲取單元，用于通過里程裝置獲取所述管道測(cè)繪裝置的速度信息，所述里程裝置 設(shè)置在所述管道測(cè)繪裝置上； 螺旋誤差獲取單元，用于基于所述角速率信息、所述速度信息和管道標(biāo)定點(diǎn)的位置信 息，獲取所述管道測(cè)繪裝置對(duì)應(yīng)的螺旋誤差； 補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所述螺旋誤差，對(duì)所述角速率信息和所述速度信息進(jìn)行補(bǔ)償； 軌道數(shù)據(jù)獲取單元，用于根據(jù)補(bǔ)償后的所述角速率信息和所述速度信息，獲取所述管 道的中心線的軌跡數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01C21/16GK104266664SQ201410510356
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】李睿, 馮慶善, 劉成海, 趙曉明, 陳朋超, 張海亮, 韓小明 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司
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