基于捷联惯性导航的非开挖管道位置检测系统

来源：计算机测量与控制杂志2018年第1期北京时间：

作者：许晓东,黎建军,孙卫红,杨彩霞

单位：中国计量大学 机电工程学院

摘要：非开挖技术敷设的管道往往深度较大,常出现穿越河流和湖泊的情况,向管道探测提出更大挑战。设计一种基于捷联惯性导航原理的非开挖管道位置检测系统,完成管道坐标的检测、存储与显示。检测器以STM32为控制核心,以MEMS惯性传感器和里程轮为数据采集单元；存储的数据由MATLAB读取并进行三维显示。重点阐述系统组成和惯性导航基本原理。针对惯性传感器随机噪声影响定位精度的问题,利用卡尔曼滤波算法对姿态信息进行最优估计。在15m长的管道内进行两组检测实验,验证磁场对系统检测精度是否产生影响,三个轴向的最大的测量偏差为0.64m。结果表明,该系统可以为地下管道管理提供一种有效的位置检测手段。

关键词：非开挖;位置检测;MEMS惯性传感器;里程轮;MATLAB;卡尔曼滤波

基金资助：浙江省公益技术研究社会发展项目[基于捷联惯性导航的深埋油气管道位置探测关键技术研究(2016C33025)]