一种管道检测器姿态检测方法及其检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种管道检测器姿态检测方法及其检测装置，其中方法包括：在姿态准备阶段，以陀螺解算的检测器周向角<img file="DSA0000099326450000011.tif" wi="45" he="58" />为基准信息，修正倾角传感器解算的周向角<img file="DSA0000099326450000012.tif" wi="45" he="57" />的误差<img file="DSA0000099326450000013.tif" wi="108" he="51" />得到修正后的倾角传感器角度补偿输出<img file="DSA0000099326450000014.tif" wi="72" he="48" />在检测器运行阶段，以经过修正后的倾角传感器角度补偿输出<img file="DSA0000099326450000015.tif" wi="45" he="44" />为基准，实时估计陀螺的漂移误差ε，修正陀螺信息解算的周向角<img file="DSA0000099326450000016.tif" wi="73" he="57" />得到修正后的检测器的周向角<img file="DSA0000099326450000017.tif" wi="57" he="35" />所述装置包括姿态准备组合解算单元和检测器运行组合解算单元。本发明将陀螺信息、三个轴向重力信息进行融合，进而解算管道检测器的姿态信息，该装置体积小、功耗低、适应管道检测器各种轨迹需求，该检测方法无需和其他装置组合使用，可在长时间检测任务中保证姿态精度。
【专利说明】一种管道检测器姿态检测方法及其检测装置
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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】
[0003]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。
[0004]本发明的技术解决方案:
[0005]一种管道检测器姿态检测方法，其包括以下步骤:
[0006]在姿态准备阶段，以陀螺解算的检测器周向角卢8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為=9q
[0007]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:φ = φε-s*t, t为采样间隔。
[0008]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: rctg，其中，gy为 轴重力加速度信息，gz为Z轴重力加速度信息。
[0009]所述方法还包括用陀螺测量的检测器角速度Wg积分解算检测器的周向角:fPg = fPgO + l0w gx ,其中，<pgQ为时刻陀螺解算的周向角。
[0010]所述倾角传感器解算的周向角叉的误差为 sin + 0cos(i3)，
其中，么忒?为估计的误差系数，
【权利要求】
1.一种管道检测器姿态检测方法，其特征在于包括以下步骤: 在姿态准备阶段，以陀螺解算的检测器周向角色ψg为基准信息，修正倾角传感器解算的周向角ψq的误差Δψq，得到修正后的倾角传感器解算的检测器周向角
2.根据权利要求1所述的一种管道检测器姿态检测方法，其特征在于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:
3.根据权利要求1所述的一种管道检测器姿态检测方法，其特征在于所述方法还包括用陀螺测量的检测器角速度wg积分解算检测器的周向角
4.根据权利要求1所述的一种管道检测器姿态检测方法，其特征在于所述倾角传感器解算的周向角ψq色的误差Δψq为.
5.根据权利要求1所述的一种管道检测器姿态检测方法，其特征在于陀螺的漂移误差ε为.Δψ=ε,ε=0，其中，Δψ炉为倾角传感器解算周向角ψq和陀螺解算周向角ψg的差值。
6.一种管道检测器姿态检测装置，其特征在于所述装置包括: 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色为基准信息，修正倾角传感器解算的周向角ψq的误差，得到修正后的倾角传感器解算的周向角:
7.根据权利要求6所述的一种管道检测器姿态检测装置，其特征在于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:
8.根据权利要求6所述的一种管道检测器姿态检测装置，其特征在于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Wg积分解算检测器的周向角:
9.根据权利要求6所述的一种管道检测器姿态检测装置，其特征在于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:
10.根据权利要求6所述的一种管道检测器姿态检测装置，其特征在于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:
【文档编号】G01C1/00GK103743379SQ201310732745
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】魏晓虹, 时兆峰, 李晗, 刘建丰 申请人:北京自动化控制设备研究所