一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：通過(guò)對(duì)雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1；通過(guò)對(duì)信號(hào)圖Y1進(jìn)行中值濾波得到Y(jié)2，對(duì)Y2進(jìn)行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線；通過(guò)對(duì)擬合曲線進(jìn)行峰值檢測(cè)，確定波峰和波谷的位置；根據(jù)波峰和波谷的位置，對(duì)是否有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)進(jìn)行判斷，進(jìn)而得出結(jié)論。本方法利用雙天線克服了單天線誤報(bào)率高的缺點(diǎn)，大大提高了準(zhǔn)確率，為降低內(nèi)檢測(cè)器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷提供了保障，極大地提高了工作效率。

Ball passing detection method based on double antenna ground marker

The invention discloses a ball detection method of double antenna ground marker based on the detection method comprises the following steps: the difference based on dual antenna electromagnetic signal acquisition, X1 X2, to eliminate the interference signal obtained by Y2 Y1; the median filtering of the signal in figure Y1, Y2 for three times spline interpolation, noise elimination, fitting curve; through the peak detection of fitting curve, determine the position of peaks and troughs; according to the positions of the peaks and troughs, on whether there is within the detector through judgment, then draws the conclusion. This method uses the double antenna overcomes the shortcomings of high false alarm rate of single antenna, which greatly improves the accuracy, in order to reduce the detector within the mileage accumulated error, accurate positioning of the tube wall defects to provide a guarantee, which greatly improves the work efficiency.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及管道檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
管道運(yùn)輸是現(xiàn)代工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，統(tǒng)計(jì)資料表明，目前世界上總管網(wǎng)的50％已經(jīng)使用了30年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，由于腐蝕、磨損、意外損傷等原因?qū)е碌墓艿佬孤┦鹿暑l發(fā)，管道所輸送的介質(zhì)多存在危險(xiǎn)性和污染性，一旦發(fā)生事故，就會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，甚至造成生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失。球形內(nèi)檢測(cè)器在行進(jìn)過(guò)程中檢測(cè)到管壁缺陷時(shí)必須同時(shí)記錄下缺陷位置對(duì)應(yīng)的里程值，以便維修時(shí)根據(jù)缺陷位置的里程值挖開(kāi)管道找到缺陷。球形內(nèi)檢測(cè)器本身帶有慣性導(dǎo)航模塊，理想情況下根據(jù)慣性導(dǎo)航模塊的數(shù)據(jù)就可以計(jì)算出里程值；但在運(yùn)行過(guò)程中存在的一些球形內(nèi)檢測(cè)器的擺動(dòng)、滑動(dòng)等一些意外因素都會(huì)影響里程定位的精確度。這些誤差若一直累積下去，將導(dǎo)致最終對(duì)長(zhǎng)距離輸油管道缺陷的定位誤差越來(lái)越大，這樣的結(jié)果將失去實(shí)際意義，因?yàn)榫S修過(guò)程中即使數(shù)米的定位誤差也會(huì)造成巨大的開(kāi)挖工作量。因此，對(duì)于長(zhǎng)距離管道的缺損檢測(cè)，必須對(duì)球形內(nèi)檢測(cè)器行進(jìn)過(guò)程進(jìn)行標(biāo)記并校準(zhǔn)里程計(jì)數(shù)值以消除累積誤差，從而對(duì)缺陷進(jìn)行精確定位。在球形內(nèi)檢測(cè)器檢測(cè)管道缺陷時(shí)，地面標(biāo)記系統(tǒng)需要獲取的信息包括球形內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)AGM(地面標(biāo)記器)正下方的準(zhǔn)確時(shí)刻以及AGM的精確地理位置，前者是消除球形內(nèi)檢測(cè)器階段性累積誤差、重新計(jì)算里程的唯一依據(jù)，后者則是繪制管道全線綜合信息圖的重要參考。專利技術(shù)人在實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存下以下缺點(diǎn)和不足：現(xiàn)有的地面標(biāo)記器只有一個(gè)天線，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，周圍環(huán)境中的電磁干擾嚴(yán)重，往往會(huì)造成誤報(bào)，影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和數(shù)據(jù)的計(jì)算。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法，本專利技術(shù)為降低內(nèi)檢測(cè)器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷提供了保障，詳見(jiàn)下文描述：一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：通過(guò)對(duì)雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1；通過(guò)對(duì)信號(hào)圖Y1進(jìn)行中值濾波得到Y(jié)2，對(duì)Y2進(jìn)行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線；通過(guò)對(duì)擬合曲線進(jìn)行峰值檢測(cè)，確定波峰和波谷的位置；根據(jù)波峰和波谷的位置，對(duì)是否有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)進(jìn)行判斷，進(jìn)而得出結(jié)論。所述通過(guò)對(duì)雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1的步驟具體為：將兩個(gè)天線固定在管道外相隔10m的位置，獲取內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)天線下方時(shí)的電磁信號(hào)，并將電磁信號(hào)經(jīng)過(guò)電路的濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸至地面標(biāo)記器的處理芯片；經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，除內(nèi)檢測(cè)器以外，外界的電磁干擾可以認(rèn)為是同時(shí)到達(dá)兩個(gè)天線的，所以通過(guò)對(duì)雙天線10s內(nèi)采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1。所述根據(jù)波峰和波谷的位置，對(duì)是否有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)進(jìn)行判斷，進(jìn)而得出結(jié)論的步驟具體為：1)尋找擬合曲線Y的最大值點(diǎn)xmax；2)尋找擬合曲線Y的最小值點(diǎn)xmin；3)求α，如果α＜5％，則認(rèn)為有內(nèi)檢測(cè)器，否則則認(rèn)為沒(méi)有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)；v為內(nèi)檢測(cè)器的速度。本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案的有益效果是：本方法利用雙天線克服了單天線誤報(bào)率高的缺點(diǎn)，大大提高了準(zhǔn)確率，為降低內(nèi)檢測(cè)器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷提供了保障，極大地提高了工作效率。附圖說(shuō)明圖1為一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法的流程圖；圖2為雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1；圖3為信號(hào)圖Y1進(jìn)行中值濾波得到Y(jié)2；圖4為對(duì)Y2進(jìn)行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線Y3。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例1一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法，參見(jiàn)圖1，該方法包括以下步驟：101：通過(guò)對(duì)雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1；102：通過(guò)對(duì)信號(hào)圖Y1進(jìn)行中值濾波得到Y(jié)2，對(duì)Y2進(jìn)行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線Y3；103：通過(guò)對(duì)擬合曲線Y3進(jìn)行峰值檢測(cè)，確定波峰和波谷的位置；104：根據(jù)波峰和波谷的位置，對(duì)是否有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)進(jìn)行判斷，進(jìn)而得出結(jié)論。綜上所述，本專利技術(shù)實(shí)施例通過(guò)上述步驟101-步驟104利用雙天線克服了單天線誤報(bào)率高的缺點(diǎn)，大大提高了準(zhǔn)確率，為降低內(nèi)檢測(cè)器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷提供了保障，極大地提高了工作效率。實(shí)施例2下面結(jié)合圖2-圖4對(duì)實(shí)施例1中的方案進(jìn)行進(jìn)一步地介紹，詳見(jiàn)下文描述：201：通過(guò)對(duì)雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1；參見(jiàn)圖1，該步驟的詳細(xì)操作為：將兩個(gè)天線固定在管道外相隔10m的位置，獲取內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)天線下方時(shí)的電磁信號(hào)，并將電磁信號(hào)經(jīng)過(guò)電路的濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸至地面標(biāo)記器的處理芯片，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。202：對(duì)信號(hào)圖Y1進(jìn)行中值濾波得到Y(jié)2；該步驟的詳細(xì)操作為：以Y1任意一點(diǎn)xi為例，以xi選取一個(gè)長(zhǎng)度為21的窗口[xi-10,xi+10]，對(duì)21個(gè)數(shù)進(jìn)行排序，找到中間值并賦給xi，遍歷所有點(diǎn)得到Y(jié)2，參見(jiàn)圖2。203：對(duì)Y2進(jìn)行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線Y3，參見(jiàn)圖3；其中，對(duì)Y2進(jìn)行三次樣條插值得到擬合曲線Y3的步驟具體為：假設(shè)有n+1個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)：(x0,y0)，(x1,y1)，(x2,y2)，……，(xn,yn)，設(shè)每個(gè)分段區(qū)間[xi,xi+1](i＝0,1,K,n-1)上，曲線方程為gi(x)＝ai+bi(x-xi)+ci(x-xi)2+di(x-xi)3。1)計(jì)算步長(zhǎng)hi＝xi+1-xi，(i＝0,1,K,n-1)2)將數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和指定的端點(diǎn)條件帶入矩陣方程：端點(diǎn)條件(對(duì)兩端點(diǎn)x0和xn的微分進(jìn)行限制的條件)：非節(jié)點(diǎn)邊界設(shè)二次微分值mi＝gi”(xi)＝2ci；h1(m1-m0)＝h0(m2-m1)，對(duì)x0的微分限制條件。hn-1(mn-1-mn-2)＝hn-2(mn-mn-1)，對(duì)xn的微分限制條件。其中，mi為第i項(xiàng)的二次微分值，步長(zhǎng)hi＝xi+1-xi。矩陣方程：3)解矩陣方程，求得二次微分值mi。該矩陣為三對(duì)角矩陣。4)計(jì)算樣條曲線的系數(shù)：ai＝y(tǒng)i其中，i＝0,1,K,n-1；ai為常數(shù)項(xiàng)；bi為一次項(xiàng)系數(shù)；ci為二次項(xiàng)系數(shù)；di為三次項(xiàng)系數(shù)；yi為第i個(gè)數(shù)據(jù)的值；yi+1為第i+1個(gè)數(shù)據(jù)的值；mi+1為gi+1(xi+1)的二次微分值。5)在每個(gè)子區(qū)間xi≤x≤xi+1中，創(chuàng)建方程gi(x)＝ai+bi(x-xi)+ci(x-xi)2+di(x-xi)3其中，gi(x)為要求的區(qū)間[xi,xi+1]上的曲線方程。204：對(duì)擬合曲線Y3進(jìn)行峰值檢測(cè)；該步驟具體為：將賦給Ymax，對(duì)與Ymax進(jìn)行比較，如果則把賦給Ymax，遍歷Y上的所有點(diǎn)得到峰值Ymax。將賦給Ymin，對(duì)與Ymin進(jìn)行比較，如果則把賦給Ymin，遍歷Y上的所有點(diǎn)得到峰值Ymin。205：根據(jù)峰峰值之間的時(shí)間差判斷是否有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)。該步驟具體為：1)尋找擬合曲線Y3的最大值Ymax對(duì)應(yīng)的點(diǎn)xmax；2)尋找擬合曲線Y3的最小值Ymin對(duì)應(yīng)的點(diǎn)xmin；3)求α，如果α＜5％，則認(rèn)為有內(nèi)檢測(cè)器，否則則認(rèn)為沒(méi)有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)，其中，v為內(nèi)檢測(cè)器的速度。綜上所述，本專利技術(shù)實(shí)施例通過(guò)上述步驟201-步驟205利用雙天線克服了單天線誤報(bào)率高的缺點(diǎn)，大大提高了準(zhǔn)確率，為降低內(nèi)檢測(cè)器里程累積誤本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：通過(guò)對(duì)雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1；通過(guò)對(duì)信號(hào)圖Y1進(jìn)行中值濾波得到Y(jié)2，對(duì)Y2進(jìn)行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線；通過(guò)對(duì)擬合曲線進(jìn)行峰值檢測(cè)，確定波峰和波谷的位置；根據(jù)波峰和波谷的位置，對(duì)是否有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)進(jìn)行判斷，進(jìn)而得出結(jié)論。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于雙天線地面標(biāo)記器的過(guò)球檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：通過(guò)對(duì)雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1；通過(guò)對(duì)信號(hào)圖Y1進(jìn)行中值濾波得到Y(jié)2，對(duì)Y2進(jìn)行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線；通過(guò)對(duì)擬合曲線進(jìn)行峰值檢測(cè)，確定波峰和波谷的位置；根據(jù)波峰和波谷的位置，對(duì)是否有內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)進(jìn)行判斷，進(jìn)而得出結(jié)論。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底管道掩埋狀況檢測(cè)方法，其特征在于，所述通過(guò)對(duì)雙天線采集到電磁信號(hào)X1、X2進(jìn)行作差，消除干擾得到信號(hào)圖Y1的步驟具體為：將兩個(gè)天線固定在管道外相隔10m的位置，獲取內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳秀麗，李健，熊道英，徐天舒，劉勝，蘇智超，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石化銷售有限公司華南分公司，天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44