管道地理坐标内检测的里程校正算法

摘要：

利用管道清管器(pipeline cleaner,PIG)搭载捷联惯导(strap down intertial navigation system,SINS)器件实现管道地理坐标的定期测量.SINS计算的结果发散是测量系统实用化的瓶颈,为此将PIG里程校正的卡尔曼(Kalman)滤波方法应用于管道地理坐标测量中.根据管道内检测环境的需要选择霍尔式里程轮和采用微机电系统(micro-electromechanical systems,MEMS)的惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)；针对MEMS器件精度较低的问题,利用分离滤波方法减小信号的零偏噪声,使惯性信号满足Kalman滤波的需要；建立了9维状态误差的数学模型,将里程轮的速度与SINS计算的速度之差作为观测量,通过Kalman滤波对管道定位的状态误差进行估计和补偿；搭建实验装置进行实验验证.结果表明,校正算法解决了计算结果发散的问题,检测160 m长度的管道精度达到3.8％,具有一定的实用性.

关键词：管道地理坐标、管道内检测、捷联惯导、卡尔曼滤波、姿态角、误差模型、里程轮

所属期刊栏目：34

分类号：TP274+.5;TH82(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金60927004、61141004;十二五国家科技部支撑计划2011BAK06B01-03

在线出版日期：2013-04-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：26-31