[发明专利]管道内检测漏磁和惯导子系统数据的在线同步方法

说明书

本发明公开了一种基于实时时间的PIG漏磁、惯导子系统输出数据的管道内检测漏磁和惯导子系统数据的在线同步方法，步骤一，PIG主控计算机实时采集惯导数据；步骤二，PIG主控计算机实时采集漏磁数据；步骤三，在线的实时漏磁、惯导数据同步。采用本发明的同步方法，充分利用了在线通信系统延迟远小于同步精度需求的特点，直接使用在线数据的实时数据融合解决时间同步问题。相对于使用全部里程数据作为同步基准的离线处理方法，可以大幅度提高同步精度，并有效解决PIG运动过程中里程计失效或者后期里程数据修正造成的同步失败问题。

技术领域

本发明涉及管道检测领域，涉及一种管道内检测装置(PIG)的内部子系统输出数据的同步方法，具体地说是涉及管道内检测装置中漏磁和惯导两个子系统，各种管道管径的漏磁/惯导组合内检测系统都可以使用该同步方法。

背景技术

1.管道内检测

管道内检测装置(PIG)在管道内运动过程中，可以对管道缺陷或变形情况进行测量。PIG通常根据当前的任务需要，可以搭载多个检测子系统。由于需要根据不同任务灵活组合各检测子系统，各子系统通常有独立的数据采集和存储能力。由于漏磁装置占用PIG空间相对较大，因此不能和惯导装置安装在一个PIG的腔体中，无法在空间上看成一体，无法共享一个里程数据。

2.PIG内部子系统之间的同步问题

当多个检测子系统之间需要配合使用时，数据之间的同步关系非常重要。例如，当漏磁检测和惯导定位检测两个子系统搭载在同一PIG平台上，同时进行在线检测，理论上下载的数据应该是高度同步的，即当检测工作结束，依照检测得到的数据，惯导定位和漏磁检测的对象必须在时间和空间上保持同一个尺度。空间尺度的问题容易解决，惯导系统和漏磁系统的相对位置是固定的，同一时刻，惯导系统测量的对象和漏磁系统测量的对象的相对位置也是固定的。

举例来说，当漏磁系统和惯导系统分别安装在两节舱体中，漏磁系统在前时，两个系统的测量中心距离为3米，如果漏磁检测器检出某个管壁缺陷，同一时间，惯导定位装置就应该给出该缺陷后面沿管道3米处对应的地理坐标。

但是，由于传感器检测原理不同，对应检测装置的电器结构也不同，采样率、信号格式、系统时钟，甚至输出数据的格式都完全不同。因此，很难确定惯导和漏磁两个子系统的输出数据在时间上的一一对应关系。

这就需要对两个子系统输出的数据进行同步操作。实质是保证两批输出数据在各自的时间轴上使用同一个时间标尺。

3.现有同步方法的局限

之前解决该问题的方法是直接使用里程数据作为同步基准的方法。这是一种离线数据处理方法。

当检测结束之后，各子系统(如里程计、漏磁、惯导)数据分别下载完毕，把同一路里程计信号分别引入不同的检测子系统，使其作为输出数据矩阵的一列。所谓输出数据矩阵，指每一行数据包括多个数据项(里程是其中之一)，被称为一个采样点；采样点所有数据来源于该检测子系统同一时刻的采样；通过引入该子系统采样频率、信号格式等参数，可以计算出该行采样点在该子系统时钟下的采样时间。由于每个采样点都包含一个里程数据项，可以在输出数据时，把里程数据作为坐标的横轴。当不同的检测子系统使用共同的里程数据作为坐标系的横轴，就实现了不同子系统输出数据的同步。

上述直接使用里程数据作为同步基准信号的缺点如下：

1)误差大。里程计本身的误差较大，通常测量误差为测量长度的百分之一，也就是说，在上百公里的管道检测中误差可能达到一公里。而且由于漏磁和惯导系统安装在两个舱体中，无法共享一个空间，也无法共享一个里程数据，使里程数据和漏磁、惯导的数据都不能精确匹配。里程数据只是漏磁和惯导数据的空间位置的“参考”，只能通过研究三者在PIG载体上安装的相对位置关系，才能获得大致的数据对应关系，这个过程也会带来一定的误差。因此，离线处理时，把数百公里的里程数据作为同步依据会严重影响同步精度。