在导电介质中的检查方法

1.本发明涉及一种在导电介质中进行检测的方法。


背景技术：

2.更具体地，本发明涉及一种通过包括多个电极的系统在导电介质中进行检测的方法，允许其利用电感应，即通过某些电极产生电场，并且通过测量与这个电场相关联的电参数值来获得有关导电介质本身或有关位于导电介质中的物体的信息。
3.在导电介质中进行检测的领域，已知的是通过接收电极测量电参数值，以便从中推断出有关导电介质中物体或边界的存在或几何参数的信息，诸如这些物体或边界的形状以及它们的方位，而无需事先了解这些几何参数。
4.例如，文献wo2013014392a1描述了一种控制可移动系统在导电介质中运动的方法，该系统包括与介质接触的至少一个电极。这个方法特别包括一个步骤，即通过这个电极测量介质的电特性
‑‑
更具体地说是电流强度，因此称其为接收器型电极。在一个特定的实施例中，这种控制方法提供一种可能以自动方式管理电极的电连接的步骤，这些电极可能是发生器型和/或接收器型电极，目的是优化可移动系统相对于被检测物体的检测范围或定位精度。
5.然而，wo2013014392a1所描述的方法的目的是优化地管理可移动系统的运动。电极的电连接的管理是基于可移动系统的运动。特别是，定义了三种连接模式：吸引模式，其允许接近物体；排斥模式，其允许远离物体；物体边界跟随模式，其允许沿着物体移动。也有可能将电极配置在检测范围最佳的模式下。
6.然而，测量的电参数值(固定频率下的电压或电强度的振幅)和电极的可能状态(发生器型，发射或连接到几个电极共用的终端(这个文献中称为终端b1))并不可以对可移动系统的检测范围或定位精度以外的为用于感知的关注值获得最大性能，诸如被检测物体的形状、大小或材料的性质。
7.因此，本发明的目的是一种在导电介质中进行检测的方法，其可能独立于可移动系统实施，使得有可能动态地和自动地对检测系统在检测范围或物体的定位方面或确定物体的形状或物体的性质方面的性能进行优化。


技术实现要素：

8.因此，本发明涉及一种通过检测系统在导电介质中进行检测的方法，该检测系统包括与这个导电介质直接电接触的多个电极。
9.该检测系统包括：-与该介质直接电接触的多个电极(ei)，其状态能够从列表{发射，接收，断开连接}中选择，-用于测量该电极中的被配置在发射或接收状态下的每个电极的至少一个电参数值的装置，其从列表{通过电极的电强度，电极的电势}中选择，-切换装置，可以将该电极中的每个电极配置为从列表{发射，接收，断开连接}中选择的状态，-至少一个处理器，用于与测量装置和切换装置交换信息。
10.该方法包括以下步骤：a.处理器根据以下项以确定检测系统的工作点：-预先给定的设定点，-和/或检测系统的先前配置，-和/或由测量设备传输的电极中的至少一个电极处的先前测量结果，检测系统的该工作点的确定包括确定以下三个参数：-电极中的每个电极的状态，从三种状态中选择：发射、接收、断开连接，-由被配置在发射状态的电极中的至少一个电极所发射的电信号的至少一个正弦分量的频率，-由被配置在发射状态的电极中的至少一个电极所发射的电信号的振幅；b.切换装置接收由处理器确定的有关系统的工作点的信息，并且将检测系统配置在所确定的工作点；c.由测量的装置执行一系列的测量，一系列的测量包括评估被配置在接收或发射状态的电极中的每个电极处的至少一个电参数值，测量装置将测量数据传输给处理器。
11.由于这些布置，有可能自动地和动态地配置不同电极的状态，从而相对于在每一系列测量之前确定的检测目标而言，检测性能达到最大。例如，目标能够是，例如，优化一个或多个空间方向上的检测范围，或者被检测物体的定位精度，或者这个物体的形状和/或性质的识别准确度。
12.在一个实施例中，检测方法还包括一个额外的步骤，称为步骤d，期间处理器基于测量数据计算导电介质的至少一项绘图数据。
13.由于这种布置，检测系统能够在一系列测量结束时提供其周围全部或部分空间的地图。然后，这个地图能够被用来移动可移动系统。
14.在一个实施例中，该方法的步骤以相同的顺序重复至少一次，设定点被传输到该处理器，以控制步骤的重复，要么在检测方法的第一步a之前由远程或非远程操作者控制步骤的重复，要么在检测方法期间由远程操作者控制步骤的重复。
15.由于这种布置，检测系统所提供的地图能够通过源于连续的系列测量的额外信息得到加强，并且可能实时调整。然后，这个地图能够用来移动可移动系统，或者跟随这个周围空间中的一个或多个物体的性质和/或位置的演变。
16.在该方法的一个实施例中，在步骤a中确定的系统的工作点能够从列表{“界限”模式，“定位”模式，“识别”模式}中选择，“界限”模式使得可以在该介质的一个或多个给定方向上获得最大检测范围，“定位”模式使得可以获得关于先前检测到的物体的定位的最大精度，“识别”模式使得可以在关于先前检测到的物体的形状和/或组成上获得最佳分辨率。
17.在该方法的一个实施例中，检测系统的工作点自动从步骤a进入下一个：-当检测到物体并且这个物体位于小于阈值距离d2的距离处时，从“界限”模式(如果它处于这个模式)到“定位”模式，-当检测到物体，并且这个物体位于小于阈值距离d3的距离处，或具有与设定点相
对应的形状和/或性质，从“定位”模式(如果它处于这个模式)到“识别”模式，-当检测到物体，并且检测到的物体所处的距离大于阈值距离d2时，从“定位”模式(如果它处于这个模式)到“界限”模式。
18.这些布置允许检测系统在接近被检测物体时自动地从界限模式进入定位模式，然后在更接近被检测物体时进入识别模式，最后如果在已经进入定位模式后远离物体，则返回界限模式。
19.在该方法的一个实施例中，由被配置在发射状态的电极为步骤a中确定的工作点所发射的信号的形状和/或频率和/或振幅在频率扫描结束时被选择。
20.由于这种布置，可以确定即将到来的一系列测量的最佳工作频率，而无需事先了解周围空间的情况。
21.在该方法的一个实施例中，由被配置在发射状态的电极中的至少一个电极为步骤a中确定的工作点所发射的信号是具有不同频率的至少两个正弦波信号的组合。
22.由于这种布置，与频率中的每个频率相对应的信息被收集起来，并允许检测周围空间的特定元素，例如，两个不同介质之间的界面。
23.在该方法的一个实施例中，如果在步骤d中检测到物体，由被配置在发射状态的电极中的每个电极为在随后的步骤a中确定的工作点所发射的电信号的正弦分量的振幅和/或形状和/或频率根据检测到的物体的距离而被确定。
24.这种布置还允许逐步地构建周围空间的地图，或者动态地移动可移动系统，即通过根据执行的最后一系列测量的检测结果来优化即将到来的一系列测量的工作点。
25.在该方法的一个实施例中，如果在步骤d中检测到物体，在随后的步骤a中确定的工作点被配置为发射状态的电极在该系统上的位置根据被检测物体的形状和/或位置而被确定。
26.这种布置使得可以逐步地构建周围空间的地图，或者可以动态地移动可移动系统，即通过根据执行的最后一系列测量的检测结果来优化即将到来的一系列测量的工作点。
27.在该方法的一个实施例中，使用已知的参照来确定在步骤d中的至少一项绘图数据。
28.由于这种布置，例如包括电性物体特征的曲线图能够用于推断被检测物体的性质。
29.相应地，本发明涉及一种计算机程序，其包括当程序在计算机上执行时，用于执行检测方法的步骤的程序代码指令。
30.本发明还涉及一种在导电介质中进行检测的系统，包括：-与该介质直接电接触的多个电极(ei)，其状态能够从列表{发射，接收，断开连接}中选择，-用于测量该电极中的被配置在发射或接收状态下的每个电极的至少一个电参数值的测量装置，其从列表{通过电极的电流强度，电极的电势}中选择，-切换装置，可以将该电极中的每个电极配置为从列表中选择的状态{发射，接收，断开连接}，-至少一个处理器，与测量装置和切换装置交换信息，并且被配置为根据以下项确
定检测系统的工作点：-预先给定的设定点，-和/或该系统的先前配置，-和/或由测量设备传输的该电极中的至少一个电极处的先前测量结果，系统的该工作点的确定包括确定以下三个参数：-电极中的每个电极的状态，从至少三种状态中选择：发射、接收、断开连接，-由发射电极中的至少一个电极所发射的电信号的至少一个正弦分量的频率，-由被配置在发射状态的电极中的至少一个电极所发射的电信号的振幅；将有关被确定的工作点的信息传输给切换装置的处理器。
31.在一个实施例中，可移动系统还包括被配置为根据检测系统按照上述实施例之一的检测方法获得的测量结果来控制该可移动系统的运动的控制模块。
32.由于这种布置，可移动系统能够在不事先了解其操作环境的情况下移动。
33.在可移动系统的一个实施例中，可移动系统所配备的检测系统的电极被分布在与该介质接触的该可移动系统的至少一部分表面上。
附图说明
34.本发明的实施例将在下面参考附图进行描述，简要描述如下：
35.图1示出了一个配备有检测系统的可移动系统的实施例，该检测系统在其表面上分布着与外部介质接触的电极；
36.图2示出了切换箱的电气结构；
37.图3详细地示出了一个给定电极的切换单元的示例；
38.图4示出了与在连接状态的电极i和j相对应的单元的电路，此时电极i处于测量模式u，电极j处于测量模式i；
39.图5示出了在“各向同性”界限模式下，在二维介质中，在检测系统的简化情况下，根据它们在检测系统上的位置，电极被激活期间的时间比例。在这个特定的示例中，检测系统在导电介质中是不可移动的；
40.图6示出了在“各向异性”界限模式下，在二维介质中，在检测系统的简化情况下，根据它们在检测系统上的位置，电极被激活期间的时间比例。在这个特定的示例中，检测系统在导电介质中处于直线平移状态；
41.图7示出了在“各向异性”界限模式下，在二维介质中，在检测系统的简化情况下，根据它们在检测系统上的位置，电极被激活期间的时间比例。在这个特定的示例中，检测系统绕其对称轴之一旋转；
42.图8示出了一种可以实现校准模式的算法；
43.图9示出了一种可以实现界限模式的算法；
44.图10示出了一种可以实现定位模式的算法；
45.图11示出了一种可以实现识别模式的算法；
46.图12示意性地示出了系统在“集中式电子设备”实施例中的不同阶段；
47.图13示意性地示出了系统在“集中式电子设备”实施例中的不同阶段。
48.在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的物体。
具体实施方式
49.因此，本发明涉及一种通过检测系统在导电介质中进行检测的方法。
50.实施该方法的检测系统包括旨在与导电介质直接电接触的多个电极ei。
51.例如，电极ei可以选择性地分布在配备有检测系统的可移动系统100的外表面上，使得电极与导电介质直接电接触。
52.例如，该导电介质是水。
53.图1示意性地示出了根据本发明的一个特定实施例的可移动系统100。这个可移动系统100包括尺寸为1000mm*1000mm*1000mm的平行六面体。这个平行六面体的三个轴，以平行六面体的中心o为中心，构成检测系统参照框架的空间参照系(oxyz)。
54.检测系统的n个电极ei(i为在1与n之间的整数)能够被分布在可移动系统100的表面上，以与导电介质接触。在本文描述的特定实施例中，暴露在导电介质中的给定电极ei的表面是圆盘，24个电极被分布在平行六面体的角和边缘上。
55.这个实施例不是限制性的。电极ei的分布和/或形状能够适应可移动系统的几何形状和待探索的导电介质。特别是，可以在平行六面体的每个面上放置一些电极。
56.可移动系统100也可以不是平行六面体的。例如，它可以是圆柱形或任何形状的。
57.在可移动系统100包括可相对彼此移动的几个部分的情况下，电极ei能够被分布在所有这些可移动部分上或只分布在其中的一部分上。
58.电极ei的数量也可以根据可移动系统的尺寸进行调整。在基准尺寸为1000mm的平行六面体的情况下，被布置在平行六面体的8个顶点上的8个电极可以例如探索平行六面体周围空间的所有方向而不留下盲点。
59.电极是抗腐蚀的，例如由316不锈钢制成，或者由铂、钛或石墨、碳纤维制成，并且它们被布置在电绝缘的例如聚氯乙烯支架上。
60.在根据图12的“集中式电子设备”实施例中，电极ei经由一束柔性电缆与尺寸大约为10厘米左右的密封壳体电性连接。
61.在本文描述的实施例中，这个壳体包括：-设定点生成块，其包括微处理器，包含能够由微处理器执行的计算机程序的只读存储器，可以执行这个程序的随机存取存储器，以及用于将设定点传达给切换箱并且用于接收源于切换箱的信息的装置。-切换箱(或等同于开关块)，其包括与电极一样多的切换单元，以及实现根据图2的电路所需的电子和电气部件。
62.每个切换单元专用于一个电极，并且能够包括每个电极一个的发生器，测量电参数值的装置，以及实现根据图3的电子电路所需的电子和电气部件。也有可能在几个电极之间，甚至所有的电极之间共享一个发生器。
63.因此，对于电极ei，开关s
3i
可以使电极i处于连接或断开的连接状态。如果电极被连接，能够经由开关s
1i
将其置于发射状态或接收状态。
64.因此，给定的电极ei能够处于三种不同的状态：发射(并因此连接)、接收(并因此连接)、断开连接。
65.在这种情况下，开关s
2i
将电极配置成下文中定义的测量模式i或测量模式u。
66.开关s
1i
、s
2i
、s
3i
能够由设定点生成箱控制，使得每个电极的状态能够在该方法的
每个步骤中自由配置。
67.在这个实施例中，切换箱不需要人工干预。因此，电极的重新配置能够远程自动地完成，这一点将在下文中进行描述。特别是，当检测系统浸泡在导电介质中时，可以自动重新配置电极，而不改变检测系统或者配备这个检测系统的可移动系统100的位置。
68.检测系统的密封壳体可以按原样使用，或被集成在装配有它的可移动系统100内，或者能够被放置在这种可移动系统100的外表面上。
69.例如，它能够在监测固定结构诸如原油开采基础设施的振动的背景下使用。
70.被配置在发射状态的电极ei被连接至合适的电压发生器，使得电极的电势的振幅、频率和/或形状能够在电压发生器允许的范围内被施加。
71.选择处于发射状态的电极的电势的振幅，相当于选择与这个电极相连的发生器所提供的电功率。为了简化措辞，可以同义地提到“选择发射电极所发射的信号的功率”。
72.电极的电势的振幅、频率和/或形状能够独立于其他处于发射状态的电极而施加给每个处于发射状态的电极。
73.例如，能够为每个电极提供一个发生器。
74.在另一个实施例中，同一个发生器能够被连接到数个处于发射状态的电极。
75.通过非限制性的示例，这个电势的振幅能够在[0v,15v]范围内选择，其频率可以在[0hz,3mhz]范围内选择。电势的形状能够例如是正弦波、方形、三角形。电势能够是周期性的，或者只包括一个或多个脉冲。
[0076]
在提供数个发生器的情况下，所有被连接到处于发射状态的电极的发生器同时被激活。
[0077]
发射电极各自在周围空间中产生电场。这些电场的一部分线最终出现在接收状态的电极上。这一部分取决于所考虑的发射电极/接收电极偶极，即取决于所考虑的一对发射电极和接收电极的电极对的相对位置。
[0078]
所有电极产生的电场被叠加，以形成结果电场，其地形不仅取决于发射电极的位置和形状以及这些电极的电势，而且还取决于接收电极(其电势是地电势)的位置和形状，以及断开的电极的位置和形状。
[0079]
在断开状态下，电极ei不与检测系统或可移动系统的任何元件电连接。特别是，同时处于断开状态的两个不同的电极ei不会相互连接。断开的电极ei是放任的，即它采用与之接触的介质的电势。其电势不是强加的。电极根据其环境自由地进行极化。
[0080]
此外，断开状态使电流不能通过处于这种模式的电极，因为它没有被集成在封闭的电路中。因此，这种模式的存在使得施加电流将有效通过的接收电极成为可能。
[0081]
因此，与没有这种模式的情况相比，断开状态的存在为检测系统提供了更多可能的视角。
[0082]
电极类型的可能组合的多样性是可以相对于所寻找的目标优化检测系统的因素之一。
[0083]
如下文所述，在两个连续的系列测量之间(系列测量的概念将在下面定义)，电极的重新配置，即系统的工作点的重新配置，使得从一个系列的测量到下一个系列的测量，检测系统在周围场景中产生的电场的地形发生变化成为可能。
[0084]
例如，各向异性的电场将给出与各向同性的电场所获得的信息不同的有关场景的
信息。具有不同地形的两个各向异性电场将提供不同的信息，即使检测系统没有改变位置和/或方位。
[0085]
断开状态的存在使得特别是探索导电介质的特定方向成为可能，通过基本上在特定方向上产生具有显著强度的电场，其由不处于“断开连接”状态的电极确定。
[0086]
断开状态的存在使得即使如图1所示的电极分布在可移动系统的所有表面上，可以定义允许检测的电场，其具有非常强烈的各向异性的地形。例如，有可能断开除一个面以外的所有电极的连接。在这种情况下，只有这个面上的电极可能有电流通过。
[0087]
被配置在接收状态的电极能够被配置成两种不同的测量模式：-测量模式“i”：在这种情况下，该电极的电势被强加，并且等于系统的接地电势。测量的电参数值是流向接收电极的电流强度，即测量其相位和振幅。为此，在信号的p个周期内，对信号的每个周期执行n次强度测量。如果信号包含几个正弦分量，则要执行具有与要研究的不同分量相适应的带通的过滤步骤，从而测量通过接收电极的电强度的每个分量的相位和振幅。在这种情况下所涉及的发射电极和接收电极之间的电势差是强加的，因此是已知的，这最终使得可以从测量中推导出每个频率的阻抗值。-测量模式“u”：在这种情况下，接收电极的电势是浮动的。测量通过发射电极的电流强度以及接收电极处的电势，即测量它们各自的相位和振幅。为此，在信号的p个周期内，对信号的每个周期执行n次强度(分别是电压)的测量。如果信号包含几个正弦分量，则要执行通过电子滤波器的具有与要研究的不同分量相适应的带通的过滤步骤，从而测量通过发射电极的电强度的每个分量的相位和振幅(分别是接收电极的电势)。
[0088]
滤波级被放置在设定点生成箱的输入端，使得在这些数据被处理以获得有关被检测物体的位置、性质或形状的信息之前，对源于测量装置的模数转换后的数字信号执行不同分量的滤波。
[0089]
图4给出了一个工作点的示例，电极ei和ej被连接起来，在测量模式i中，第一个处于发射状态，第二个处于接收状态。
[0090]
n次测量中的每次测量都需要特有的“时间单位”，这取决于为实现检测系统而有效选择的电子设备。
[0091]
一旦已经有效实现信号的每个分量的n*p次测量中的每次测量，一系列的测量就结束了。因此，一系列的测量包括对被配置在接收或发射状态的每个电极处的至少一个电参数值(在电强度和电势中)的评估。
[0092]
系统的工作点在每个系列的测量之前，通过电极的配置，特别是通过以下三个参数的配置来确定：-电极中的每个电极的状态，从至少三种状态中选择：发射、接收、断开连接；-由发射电极中的至少一个电极所发射的电信号的分量的频率；-由被配置在发射状态的电极中的至少一个电极所发射的电信号的振幅。
[0093]
然后，从这两个电极之间的电势差和每个工作频率下通过它们中的一个电极的电流推导出给定的接收电极/发射电极偶极的发射电极和接收电极之间的导电介质部分的特征阻抗。然后，这些阻抗可以被检测系统用来获得表征被检测的物体(或没有物体)的参数。
[0094]
因此，可以理解的是，在本发明中，检测的概念包括以下两个方面中的一个和/或另一个：对物体进行定位和表征。因此，可以同义地指称感知。
[0095]
当执行一系列测量时，能够针对每个工作频率对在选定的工作点上形成的与发射电极/接收电极偶极的电阻抗进行评估。
[0096]
检测系统可以在振幅方面进行控制，以保护电极：如果在测量模式i中检测到的其中一个电极的电流强度大于设定值，正在进行的一系列测量就会停止，并且在下一个工作点，连接到发射状态的电极的发生器的终端的电压振幅会降低。
[0097]
关于可能检测到的物体的位置和/或形状和/或性质的结果，或没有检测到物体的事实，最后可能被检测系统的设定点生成箱用来为下一系列的测量确定系统的工作点，例如按照图9至图11中表示的算法。
[0098]
根据一个实施例，在该检测方法中，可以选择系统的工作点，以使其与“界限”模式相对应。在这种情况下，处于发射或接收状态的电极组根据希望获得最大检测范围的方向来确定，即对于电路的电气元件的额定工作，能够检测到物体的距离是最大的。
[0099]
在图5中以简化版本表示的界限模式的一个特定实施例中，电极在发射、接收和断开连接三种状态下的分布是“各向同性”的，即鉴于检测系统的电极ei的位置，尽可能地各向同性。在这种分布中，没有一个空间方向被赋有特权。
[0100]
例如，在可移动系统100以图1表示的方式配备有检测系统的情况下，在界限模式下的测量可以重复6n次。在这六个系列的n系列测量中，每次只有平行六面体的六个面中的一个面的内部、边缘和/或角上的电极能够处于发射状态，这六个面被连续扫描。
[0101]
因此，图5示出了在一个简化的二维情况下，分配给配备有检测系统的简化矩形可移动系统的四个面中每个面的电极激活的时间。
[0102]
在界限模式下，发射电极处的电压振幅能够在[0,15v]范围内。所有这些电极的电压的形状和频率都是一样的。这种各向同性的界限模式的实现允许例如在可移动系统的参照框架的三个方向上以相同的范围同时探索空间。
[0103]
相反地，如果检测系统在某一特定方向上检测到了物体，或某一方向是探索特别关注的，例如，如果配备有探测系统的可移动系统100在这个方向上有平移运动，检测系统将能在被配置为连接状态的电极的“各向异性”管理下，进入界限模式。
[0104]
在图6所示的简化示例中，对于配备有二维可移动系统的检测系统，如果关注的方向是[ox)方向，则大于25％的系列测量数量的一部分(这里以65％为例)将通过激活仅在具有与[ox)相同的意义和方向的外向法线方向的面的内侧、边缘和/或角上的电极来执行，而大于剩余测量的一半的部分(这里以15％为例)将通过激活仅在相反面的内侧、边缘和/或角上的电极来进行。
[0105]
在真实的三维情况下，将在界限模式下执行n个系列的测量，使得该n个系列的测量中的六分之一以上将通过激活仅在具有与[ox]相同意义和方向的外向法线方向的面的内侧、边缘和/或角上的电极来执行，其余测量的五分之一以上的部分将通过激活仅在相反面的内侧、边缘和/或角上的电极来执行。
[0106]
在检测系统被提供在旋转的可移动系统100的情况下，在不同空间方向执行的测量数量的分布能够对应于图7中在两个维度上在以简化方式描述的分布：在这种情况下，检测系统周围的空间被细分为八个部分，其中四个部分的每个在分配给测量的五分之一的时间内被分别探索，其他四个部分(与前四个部分交替进行)的每个在分配给测量的二十分之一的时间内被分别探索。
[0107]
这些示例是非限制性的，选择工作点的灵活性使得可以简单地创建其他变体。
[0108]
由于切换箱可以按照设定点生成块传输的指令自动重新配置电极，因此检测系统能够在静态模式下有选择地实现对其全部或部分环境的绘图。为了获得所需的地图，即探测关注的不同方向，检测系统或配备有检测系统的可移动系统100没有必要移动，因为对电极配置的管理，例如考虑到先前的测量结果，使得它本身可以选择探索的方向，以及探索这些方向的最大距离。
[0109]
在界限模式下，在至少一个给定方向上可能进行检测的最大距离被优化。
[0110]
在界限模式下，在发射状态的电极上，信号的每个正弦分量的振幅和/或频率是根据导电介质的性质来确定的。
[0111]
在界限模式的测量阶段之前，能够考虑遵循图8中算法的校准阶段。为此，可以在[0hz,3mhz]范围内执行频率扫描，重复进行n个连续系列的测量，以确定最合适的频率[复数个频率]，使所探索的介质中的范围最大化。在水中，例如能够选择工作频率f＝10khz。
[0112]
这个校准阶段也能够被用来确定禁止的工作频率，特别是配备了检测系统的可移动系统100的固有频率(及其谐波)。本文中可移动系统100包括这个系统的设备，例如声呐。
[0113]
在一个特别的实施例中，频率扫描可以在[0hz,25khz]的范围内进行，低频往往是与优化检测范围最相关的。
[0114]
当然，这些示例是非限制性的：如果事先不知道导电介质的成分，也可以在[0hz,3mhz]范围内进行频率扫描，以确定在导电介质的特定方向上优化检测范围的一个工作频率或复数个频率。
[0115]
如果检测系统靠近水-沉积物界面，发射电极的电势将更有利地成为两个正弦波电势的组合。例如，两个正弦波电势，其振幅在0和15v之间并且一个频率等于10khz而另一个频率大于10khz，例如67khz，被结合起来。具有更高频率的电信号尤其可以在沉积物中获得更好的范围。振幅的设置方式是在接收电极上有尽可能强烈的信号，而不超过测量模式i中电极上的强度的阈值。
[0116]
根据一个实施例，在检测方法中，系统的工作点能够对应于“定位”模式，即检测系统和被检测物体在给定方向上的距离相对于物体所处的特定距离值以最大精度继续测量，同时保持在额定的工作模式。在这种情况下，被配置在发射或接收状态下的电极的位置例如根据已经被检测到的物体所在的方位来确定。
[0117]
在特定实施例中，在发射状态的电极上，确定信号的正弦分量的振幅和/或频率，以优化定位精度。信号的振幅特别地可以根据被检测物体的位置和性质来确定；特别是能够选择振幅的最大值，该最大值使得相对于被检测物体的位置和性质可以不超过接收电极上允许的最大强度。
[0118]
信号的频率能够在频率扫描后被选择。因此，当导电介质中存在物体时，由于趋肤效应，如果物体位于与所选工作点相对应的检测区域内，测得的信号与没有物体时的信号是不同的。在低频时，范围比高频时要大，但定位精度却不那么好。当频率增加时，就会出现阈值频率，超过这个频率，测得的信号就与没有物体的导电介质的信号相同。为定位而选择的工作频率接近于阈值频率，这样定位的精度是最高的。
[0119]
本实施例不要求检测系统(或配备该系统的可移动系统100)相对于被检测物体的移动，即使这种移动仍然是可能的。电极的自动重新配置，特别是发射信号的频率的自动重
新配置，足以获得用于优化定位所需的信息。
[0120]
根据一个实施例，检测方法可以确定系统的工作点，以便与“识别”模式相对应，即以最大的精度确定被检测物体的形状和/或性质。
[0121]
为了更精确地检测关注物体的形状，被配置在发射或接收状态的电极根据已经检测到物体的方位来确定，并且执行n个系列的测量，使得只有在具有与关注的方向相对应的外向法线的面的内侧、边缘和/或角上的电极处于连接状态，并且在n个系列的测量中遍历不同的电极组合，以便从测量中推断出物体的形状。为了确认障碍物的形状，例如，在给定方向上从一个系列的测量到下一个系列的测量，电极是不对称地切换的。因此，能够确认位于检测系统底面下的物体在(x'x)方向上有一定的延伸，方法是将底面上的电极在(x'x)方向上连续分组连接，该面的其他电极被断开连接：首先是最靠近后方的电极，然后是它们在(x'x)方向上的邻居，直到最靠近前方的电极。然后该n个系列的测量结果之间的差异或相似性使得能够推断出物体在(x'x)方向的形状。
[0122]
为了确认障碍物的性质，施加在发射状态的电极上的电压的频率能够比如被修改，以在“识别”模式下，在[0hz,3mhz]范围内进行连续的n个系列的测量扫描。
[0123]
然后就有可能获得有关被检测物体的性质的信息。例如，电绝缘物体的存在将导致测得的电流强度低于没有这个物体时测得的电流强度，而如果这个物体是导电的，这个强度将大于没有这个物体时的强度。
[0124]
例如，矿物性质的均匀物体不会引起发射信号和测量信号之间的相位差，而生物性质的物体的存在，只要构成它的细胞表现得像电容器，将导致发射信号和测量信号之间的相位差。
[0125]
也有可能获得有关被检测物体的信息(诸如，举例来说，物体的形状、大小、导电性或绝缘性)，例如，通过将测量结果与已知参考资料进行比较，已知参考资料即物体的数据库以及将这个物体浸入导电介质对检测系统测量的电信号的影响进行比较，或者基于场景的电气和机械演化模型，或者通过将测量结果与已知特征基础进行比较，或者通过鉴于任务而事先完成的信息项。这些方法并不相互排斥。
[0126]
在这种工作模式下，能够因此形成特征数据库，称为关注的物体(诸如矿井、电缆、管道)的“电感”特征。当检测系统部署在原位时，可以与数据库进行比较，以便从中推断出关于被检测物体的一项或多项信息。
[0127]
定位模式的实施不要求(但不排除其可能性！)相对于被检测物体移动检测系统(或配备该系统的可移动系统)。电极的自动重新配置，特别是发射信号的频率的自动重新配置，足以获得用于识别所需的信息。
[0128]
根据一个实施例，该检测方法能够通过在检测系统中集成的处理器上执行的计算机程序来实现。现在将参照图8至图11描述这个计算机程序的主要步骤。
[0129]
在一个特定的实施例中，检测系统能够在检测开始时被配置为“界限”模式。图9给出了“界限”模式的详细算法示例。如果事先不知道介质的情况，可以执行频率扫描的第一个可选步骤，对应于校准阶段，以确定这个模式下的最佳工作频率。
[0130]
在介质中没有物体或与另一导电介质的界面时，介质的电阻抗采用参考值，这个参考值能够事先给出或在校准阶段被测出。物体或界面的存在会改变这一电阻抗，从而可以评估与该物体或与该界面的距离。
[0131]
只要在小于阈值距离d1的距离没有检测到物体或界面，系统就保持在界限模式。如果在小于阈值距离d1的距离检测到与另一介质的界面，则重复进行频率扫描。
[0132]
否则，如果在小于距离d2的阈值距离检测到物体，则系统进入“定位”模式以进行下一次测量，图10中给出了一个该模式的算法示例，并且只要物体与系统之间的距离大于阈值距离d3，系统就停留在这个模式中。
[0133]
如果物体和系统之间的距离再次变得大于距离d2，则系统再次进入“界限”模式。
[0134]
相反地，如果物体和系统之间的距离变得小于阈值距离d3，并且如果任务需要，则系统将进入“识别”模式以进行下一次测量。然后，执行一系列的测量，使得可以以最可能的精度推断出物体的形状和性质。
[0135]
该任务可以事先以指令的形式被定义。
[0136]
当识别结果令人满意时，任务以适应下一个工作的模式继续进行。
[0137]
在可移动系统配备有检测系统的情况下，“界限”模式能够优先于其他模式，以防止可能的碰撞。更具体地说，检测系统包括看门狗，要求检测系统每当看门狗的周期已经过去时恢复到界限模式。
[0138]
根据一个实施例，检测方法能够通在导电介质中的并且配备有检测系统的可移动系统100上实施。在这种情况下，检测方法的结果能够被用于引导可移动系统100的运动，例如，为了避开障碍物，或将可移动系统在相对于墙壁、界面或介质中存在的物体的一定距离处和感兴趣的方位上进行定位。
[0139]
因此，该任务能够集成与可移动系统100的运动有关的设定点。
[0140]
在一个实施例中，工作点配置箱使用测量的记录作为基础，以确定下一个工作点。
[0141]
在另一个实施例中，工作点能够由事先选择的算法来确定，与所执行的测量无关，在系统的自动控制阈值的限度内。
[0142]
在一个特定实施例中，被称为“分布式电子设备”，检测系统包括每个电极一个的发生器，所有的{发生器-电极-模拟测量装置-模数转换级}都经由一束柔性电缆连接到包括设定点生成块和切换箱的密封壳体，如图13所示。这个实施例使得可能仅数字信号通过柔性电缆发送，这提供了更好的抗噪性。
[0143]
也可以只提供单个发生器来向所有处于连接模式的电极供电，在这种情况下，发生器位于包括设定点生成块的密封壳体中。
[0144]
最后，在一个特定的实施例中，检测系统包括与远程控制站进行通信的接口，操作员能够通过该接口查看源于检测过程的数据及配置检测系统，特别是向其指定要完成的任务。
[0145]
一旦检测系统被浸没，远程操作员就可能远程修改任务，或者控制设定点生成块，以便对检测系统进行特定的配置。
[0146]
因此，检测系统的电极配置的多种可能性与电极重新配置的自动性质相结合，可能还有远程操作员的干预，使得检测系统可以提供周围空间的绘图数据，而无需事先了解这个空间。绘图数据能够对应于检测系统周围空间的一个区域，该区域能够是以静态方式选择的，但也能够是动态变化的，要么由于检测系统的移动，例如因为配备有该系统的可移动系统100，要么是因为先前的检测结果。
[0147]
绘图数据是指有关导电介质的具有至少一个空间特征的信息。特别地，但非限制
性地，它能够是与其他介质(液体、气体或固体)的可能界面的位置和可能的形状。它也能够是固体物体在这个介质中的位置(空间坐标)，和/或其形状和/或这个物体的性质，例如其电绝缘性或导电性。
[0148]
例如，从界限模式转到定位模式，相当于缩小了建立地图所覆盖的空间区域，以便集中在检测到物体的区域上，还可能改变地图的比例，以便在这个特定区域获得更多的细节。参考标记列表
[0149]
100：装备有检测系统的可移动系统；ei(i为从1到n的整数)：检测系统的第i个电极；s
1i
(i为从1至n的整数)：开关，如果它被连接，可以从发射和接收状态中选择电极i的状态；s
2i
(i为从1至n的整数)：开关，可以从模式u和i中选择电极i的测量模式；s
3i
(i为从1至n的整数)：开关，可以从连接和断开连接状态中选择电极i的连接状态。