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采用MEMS惯导的小口径管道内检测定位方案可行性研究
引用本文:牛小骥,旷俭,陈起金.采用MEMS惯导的小口径管道内检测定位方案可行性研究[J].传感技术学报,2016,29(1):40-44.
作者姓名:牛小骥  旷俭  陈起金
作者单位:武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉,430079;武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉,430079;武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉,430079
基金项目:国家自然科学基金项目(41404029;41304004),中央高校基本科研业务费专项资金——武汉大学自主科研项目(学科交叉类
摘    要:针对小口径管线测量仪对低成本、小尺寸惯性导航定位方案的迫切需求,本文设计了一种融合了MEMS惯导、管道里程计、地面标记器以及管道运动约束的组合定位方案及其导航定位算法.基于该方案,本文以一款典型MEMS惯性器件(STIM300)为例评估了其定位精度,并对里程计、运动约束以及反向平滑算法在提高定位精度方面的贡献做了定量分析.模拟实验结果表明,里程计以及运动约束是保证系统精度的必要条件,反向平滑算法能够进一步提高定位精度;MEMS方案对长度为2 km的管道测量精度可达10-3量级,能够满足小口径管道内检测定位的精度需求.

关 键 词:惯性导航系统(INS)  管道测量  扩展卡尔曼滤波  反向平滑  MEMSIMU

Study on the Posibility of the PIG Positioning Using MEMS-based IMU
NIU Xiaoji,KUANG Jian,CHEN Qijin.Study on the Posibility of the PIG Positioning Using MEMS-based IMU[J].Journal of Transduction Technology,2016,29(1):40-44.
Authors:NIU Xiaoji  KUANG Jian  CHEN Qijin
Abstract:MEMS-based inertial integrated algorithm for the pipeline surveying that combines updates such as pipe-line odometer,ground RFID and the motion constraint(e.g. non-holonomic constraint)is proposed in this paper to meet the urgent demand of low-cost and small-size pipeline surveying system. STIM3000,a classical MEMS IMU,is used to validate the proposed solution,and the contribution to positioning accuracy improvement of odometer,motion con-straint and optimal smoothing algorithm is quantitatively analyzed. Simulation results show that 3-D position of meter accuracy can be obtained based on the proposed algorithm even for a 2 000-m-long pipeline,which meets the position-ing accuracy requirement of the pipeline surveying. Odometer measurement and motion constraint are proved to be ef-fective updates to guarantee the above accuracy,and smoothing algorithm can make further accuracy improvement.
Keywords:INS  pipeline measurement  EKF  reverse smoothing  MEMS IMU
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