本發(fā)明涉及管道滲漏檢測領域，尤其涉及一種管道滲漏檢測方法、裝置及球形系統(tǒng)。

背景技術：

地下輸水管道的滲漏方式主要有管道中雨污水外滲、地下水內(nèi)滲、內(nèi)滲外滲反復發(fā)生，滲漏不僅會對大自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞，而且會對人的社會行為產(chǎn)生嚴重的阻礙。

目前，管道滲漏檢測技術按原理不同可以分為紅外線測漏、雷達測漏、氣體測漏等幾種，其中，紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏這些方法只能在特定的情況下使用，且操作繁雜，經(jīng)驗性強、成本高，通過空氣取樣法以及利用引起的管道流量，壓力等輸送條件的檢測技術其鋪設面積廣、實施難度大、經(jīng)濟投入多。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種管道滲漏檢測方法、裝置及球形系統(tǒng)，解決了紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏這些方法只能在特定的情況下使用，且操作繁雜，經(jīng)驗性強、成本高，通過空氣取樣法以及利用引起的管道流量，壓力等輸送條件的檢測技術其鋪設面積廣、實施難度大、經(jīng)濟投入多的技術問題。

本發(fā)明實施例提供的一種管道滲漏檢測方法，包括：

S1：管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時，對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行收集和保存；

S2：通過相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ和所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb各軸方向上的分量；

S3：對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分，通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移，并通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪，獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)，通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。

優(yōu)選地，

所述步驟S3之后還包括：

S4：管道滲漏檢測球形系統(tǒng)跟蹤完全程后，將管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度、位移、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的聲波采集模塊采集的聲波信號和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的管道滲漏檢測裝置內(nèi)置時鐘計算的時間信息，與預置的聲波信號分析數(shù)據(jù)庫進行對比，獲得管道滲漏程度和管道滲漏位置。

優(yōu)選地，

所述步驟S3具體包括：

對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在相對坐標系OXbYbZb中的瞬時速度和位移，通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移，并通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪，獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)，通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期，通過所述加速度數(shù)據(jù)周期和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)直徑所在圓的周長的乘積，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。

本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測裝置，包括：

收集保存單元，用于管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時，對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行收集和保存；

第一計算單元，用于通過相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ和所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb各軸方向上的分量；

第二計算單元，用于對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分，通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移，并通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪，獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)，通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。

優(yōu)選地，

還包括：

對比單元，用于管道滲漏檢測球形系統(tǒng)跟蹤完全程后，將管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度、位移、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的聲波采集模塊采集的聲波信號和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的管道滲漏檢測裝置內(nèi)置時鐘計算的時間信息，與預置的聲波信號分析數(shù)據(jù)庫進行對比，獲得管道滲漏程度和管道滲漏位置。

優(yōu)選地，

所述第二計算單元具體包括：

積分子單元，具體用于對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分；

第一計算子單元，具體用于計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在相對坐標系OXbYbZb中的瞬時速度和位移；

第二計算子單元，具體用于通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移；

除噪子單元，具體用于通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪；

第一獲取子單元，具體用于獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)；

第二獲取子單元，具體用于通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期；

第三計算子單元，具體用于通過所述加速度數(shù)據(jù)周期和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)直徑所在圓的周長的乘積，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。

本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測球形系統(tǒng)，包括：如上所述的管道滲漏檢測裝置、供電模塊、聲波采集模塊、存儲模塊、藍牙模塊、定位模塊、球形外殼；

其中所述球形外殼封裝所述供電模塊、所述聲波采集模塊、所述存儲模塊、所述藍牙模塊、所述定位模塊、所述管道滲漏檢測裝置；

所述供電模塊、所述聲波采集模塊、所述存儲模塊、所述藍牙模塊、所述定位模塊均與所述管道滲漏檢測裝置連接；

所述供電模塊與所述聲波采集模塊、所述管道滲漏檢測裝置、所述定位模塊連接；

所述定位模塊位于所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的中心；

所述定位模塊為MPU6050傳感器；

所述管道滲漏檢測裝置，具體用于分析所述聲波采集模塊、所述定位模塊數(shù)據(jù)并把所述數(shù)據(jù)存儲在所述存儲模塊中。

優(yōu)選地，

所述聲波采集模塊包括聲波信號采集傳感器和信號處理子模塊；

所述聲波信號采集傳感器和所述信號處理子模塊通過電信號連接；所述聲波信號采集傳感器為駐極體式傳聲器；

所述信號處理子模塊，具體用于將所述電信號放大后發(fā)送給所述管道滲漏檢測裝置；

所述信號處理子模塊為集成電路子模塊。

優(yōu)選地，

所述藍牙模塊內(nèi)置FLASH程序存儲器。

優(yōu)選地，

所述存儲模塊為SD卡。

從以上技術方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測方法、裝置及球形系統(tǒng)，其中，一種管道滲漏檢測方法包括：S1：管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時，對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行收集和保存；S2：通過相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ和所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb各軸方向上的分量；S3：對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分，通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移，并通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪，獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)，通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。本實施例中，通過對數(shù)據(jù)進行收集和保存，利用坐標變換求出重力加速度在各軸方向上的分量，將實際加速度與重力加速度作差，對差值求取積分，利用小波對信號去噪，取出波形峰值個數(shù)，根據(jù)信號周期得到系統(tǒng)運動距離，解決了紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏這些方法只能在特定的情況下使用，且操作繁雜，經(jīng)驗性強、成本高，通過空氣取樣法以及利用引起的管道流量，壓力等輸送條件的檢測技術其鋪設面積廣、實施難度大、經(jīng)濟投入多的技術問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測方法的一個實施例的流程示意圖；

圖2本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測方法的另一個實施例的流程示意圖；

圖3本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測裝置的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種管道滲漏檢測方法、裝置及球形系統(tǒng)，用于解決紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏這些方法只能在特定的情況下使用，且操作繁雜，經(jīng)驗性強、成本高，通過空氣取樣法以及利用引起的管道流量，壓力等輸送條件的檢測技術其鋪設面積廣、實施難度大、經(jīng)濟投入多的技術問題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測方法的一個實施例包括：

101、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時，對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行收集和保存；

管道滲漏檢測裝置在跟蹤管道時，管道滲漏檢測裝置的中央處理器1對管道滲漏檢測裝置的定位模塊6的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測裝置的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行讀取，并通過TXT文件形式存儲至管道滲漏檢測裝置的存儲模塊4。

102、通過相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ和所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb各軸方向上的分量；

管道滲漏檢測球形系統(tǒng)跟蹤定位過程中會出現(xiàn)空間翻轉(zhuǎn)，系統(tǒng)通過MPU6050傳感器識別空間姿態(tài)，通過坐標變換濾除重力加速度，由幾何關系可得管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ與所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標OXbYbZb之間的變換關系，通過變換關系，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb中X、Y、Z軸的分量。

103、對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分，通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移，并通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪，獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)，通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。

將系統(tǒng)實際加速度與系統(tǒng)重力加速度作差，對差值求取積分，當所述檢測系統(tǒng)存在空間翻轉(zhuǎn)時，需用實際測得的加速度減去重力加速度在該軸上的分量，然后在通過積分運算求得目標物體(管道滲漏檢測球形系統(tǒng))在相對空間中的運動瞬時速度和位移。當積分運算完成后，再通過坐標變換得到管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對空間中的瞬時運動速度與位移。通過分解、重構(gòu)、逆變換后對型號加速度信號進行除噪，讀取除噪后信號的峰值個數(shù)。根據(jù)加速度計的測量原理，系統(tǒng)每翻轉(zhuǎn)一次，加速度呈現(xiàn)一個周期，系統(tǒng)的運動距離為加速度信號周期與系統(tǒng)直徑所在圓的周長的乘積。

上面是對一種管道滲漏檢測方法進行詳細的描述，下面將對一種管道滲漏檢測方法的過程進行詳細的描述，請參閱圖2，本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測方法的另一個實施例包括：

201、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時，對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行收集和保存；

管道滲漏檢測裝置在跟蹤管道時，管道滲漏檢測裝置的中央處理器1對管道滲漏檢測裝置的定位模塊6的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測裝置的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行讀取，并通過TXT文件形式存儲至管道滲漏檢測裝置的存儲模塊4。

202、通過相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ和所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb各軸方向上的分量；

由于在對于一種基于MPU6050定位技術的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)跟蹤定位過程中會出現(xiàn)空間翻轉(zhuǎn)，管道滲漏檢測球形系統(tǒng)通過MPU6050傳感器識別空間姿態(tài)，通過坐標變換濾除重力加速度；由幾何關系可得管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ與所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb(如圖6所示)之間的變換關系：(其中ψ、θ和γ為絕對坐標系OXYZ與相對坐標OXbYbZb的X、Y、Z軸之間夾角；xb為相對坐標OXbYbZb的X坐標，yb為相對坐標OXbYbZb的Y坐標，zb為相對坐標OXbYbZb的Z坐標；x為絕對坐標OXYZ的X坐標；y絕對坐標OXYZ的Y坐標；z為絕對坐標OXYZ的Z坐標)

通過歐拉法求取旋轉(zhuǎn)矩陣

中的參數(shù)ψ、θ和γ：

其中ω_x、ω_y、ω_z為MPU6050輸出的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度分量。管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb中X、Y、Z軸的分量為：

203、對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在相對坐標系OXbYbZb中的瞬時速度和位移，通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移，并通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪，獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)，通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期，通過所述加速度數(shù)據(jù)周期和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)直徑所在圓的周長的乘積，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。

當所述檢測系統(tǒng)存在空間翻轉(zhuǎn)時，需用實際測得的加速度減去重力加速度在該軸上的分量，然后在通過積分運算求得目標物體在相對空間中的運動瞬時速度和位移。當積分運算完成后，再通過坐標變換得到系統(tǒng)在絕對空間中的瞬時運動速度與位移。然后通過分解、重構(gòu)、逆變換后(小波分析)對信號加速度信號進行除噪，讀取除噪后信號的峰值個數(shù)。再根據(jù)加速度計的測量原理，系統(tǒng)每翻轉(zhuǎn)一次，加速度呈現(xiàn)一個周期，計算系統(tǒng)的運動距離即為加速度信號周期與系統(tǒng)直徑所在圓的周長的乘積。

204、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)跟蹤完全程后，將管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度、位移、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的聲波采集模塊采集的聲波信號和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的管道滲漏檢測裝置內(nèi)置時鐘計算的時間信息，與預置的聲波信號分析數(shù)據(jù)庫進行對比，獲得管道滲漏程度和管道滲漏位置。

在管道滲漏檢測球形系統(tǒng)走完全程后，從管道中拿出，打開管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的藍牙模塊工作按鈕，將管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的存儲模塊中的聲波信息、軌跡信息、時間信息傳送至上位機，通過多次實驗，建立聲波信號分析數(shù)據(jù)庫，將不同程度的管道進行等級化，所述上位機收到所述藍牙模塊上傳的數(shù)據(jù)與預置的聲波信號分析數(shù)據(jù)庫進行比對，得出地下輸水管道滲漏程度，并用航跡推算原理進行管道三維信息記錄得到滲漏位置。

如果不是純滾動，則測量的距離與實際管道的尺寸有誤差。

本實施例中，通過對數(shù)據(jù)進行收集和保存，利用坐標變換求出重力加速度在各軸方向上的分量，將實際加速度與重力加速度作差，對差值求取積分，利用小波對信號去噪，取出波形峰值個數(shù)，根據(jù)信號周期得到系統(tǒng)運動距離，當系統(tǒng)工作完成時，上位機收到藍牙模塊上傳所得數(shù)據(jù)與所述聲波信號分析數(shù)據(jù)庫進行比對，得出管道滲漏嚴重程度，解決了紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏這些方法只能在特定的情況下使用，且操作繁雜，經(jīng)驗性強、成本高，通過空氣取樣法以及利用引起的管道流量，壓力等輸送條件的檢測技術其鋪設面積廣、實施難度大、經(jīng)濟投入多的技術問題。

請參閱圖3，本發(fā)明實施例提供的一種管道滲漏檢測裝置的一個實施例包括：

收集保存單元301，用于管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時，對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行收集和保存；

第一計算單元302，用于通過相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ和所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb各軸方向上的分量；

第二計算單元303，用于對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分，通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移，并通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪，獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)，通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。

上面是對一種管道滲漏檢測裝置各單元進行詳細的描述，下面將對一種管道滲漏檢測裝置各附加單元進行詳細的描述，請參閱圖4，本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測裝置的另一個實施例包括：

收集保存單元401，用于管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時，對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器輸出的在MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)進行收集和保存；

第一計算單元402，用于通過相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的角速度數(shù)據(jù)和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在跟蹤管道時空間運動所在的絕對坐標系OXYZ和所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的MPU6050傳感器檢測軸形成的相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的重力加速度在相對坐標系OXbYbZb各軸方向上的分量；

第二計算單元403，用于對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分，通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移，并通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪，獲取除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)，通過所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離；

所述第二計算單元403具體包括：

積分子單元4031，具體用于對在相對坐標系OXbYbZb中的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)與重力加速度數(shù)據(jù)的差值進行積分；

第一計算子單元4032，具體用于計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在相對坐標系OXbYbZb中的瞬時速度和位移；

第二計算子單元4033，具體用于通過絕對坐標系OXYZ和相對坐標系OXbYbZb的坐標變換，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度和位移；

除噪子單元4034，具體用于通過小波分析對管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)進行除噪；

第一獲取子單元4035，具體用于獲取除噪子單元4034除噪后管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)的峰值個數(shù)；

第二獲取子單元4036，具體用于通過第一獲取子單元4035獲取的所述峰值個數(shù)，獲取管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的加速度數(shù)據(jù)周期；

第三計算子單元4037，具體用于通過第二獲取子單元4036獲取的所述加速度數(shù)據(jù)周期和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)直徑所在圓的周長的乘積，計算管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離。

對比單元404，用于管道滲漏檢測球形系統(tǒng)跟蹤完全程后，將管道滲漏檢測球形系統(tǒng)在絕對坐標系OXYZ中的瞬時速度、位移、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)運動距離、管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的聲波采集模塊采集的聲波信號和管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的管道滲漏檢測裝置內(nèi)置時鐘計算的時間信息，與預置的聲波信號分析數(shù)據(jù)庫進行對比，獲得管道滲漏程度和管道滲漏位置。

本實施例中，通過收集保存單元401對數(shù)據(jù)進行收集和保存、第一計算單元402利用坐標變換求出重力加速度在各軸方向上的分量，將實際加速度與重力加速度作差，對差值求取積分、第二計算單元403利用小波對信號去噪，取出波形峰值個數(shù)，根據(jù)信號周期得到系統(tǒng)運動距離、對比單元404收到藍牙模塊上傳所得數(shù)據(jù)與所述聲波信號分析數(shù)據(jù)庫進行比對，得出管道滲漏嚴重程度，解決了紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏這些方法只能在特定的情況下使用，且操作繁雜，經(jīng)驗性強、成本高，通過空氣取樣法以及利用引起的管道流量，壓力等輸送條件的檢測技術其鋪設面積廣、實施難度大、經(jīng)濟投入多的技術問題。

請參閱圖5，本發(fā)明實施例中提供的一種管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的一個實施例包括：如上所述的管道滲漏檢測裝置、供電模塊、聲波采集模塊、存儲模塊、藍牙模塊、定位模塊、球形外殼；

其中所述球形外殼封裝所述供電模塊、所述聲波采集模塊、所述存儲模塊、所述藍牙模塊、所述定位模塊、所述管道滲漏檢測裝置；

所述供電模塊、所述聲波采集模塊、所述存儲模塊、所述藍牙模塊、所述定位模塊均與所述管道滲漏檢測裝置連接；

所述供電模塊與所述聲波采集模塊、所述管道滲漏檢測裝置、所述定位模塊連接；

所述定位模塊位于所述管道滲漏檢測球形系統(tǒng)的中心；

所述定位模塊為MPU6050傳感器；

所述管道滲漏檢測裝置，具體用于分析所述聲波采集模塊、所述定位模塊數(shù)據(jù)并把所述數(shù)據(jù)存儲在所述存儲模塊中。

進一步地，

所述聲波采集模塊包括聲波信號采集傳感器和信號處理子模塊；

所述聲波信號采集傳感器和所述信號處理子模塊通過電信號連接；所述聲波信號采集傳感器為駐極體式傳聲器

所述信號處理子模塊，具體用于將所述電信號放大后發(fā)送給所述管道滲漏檢測裝置；

所述信號處理子模塊為集成電路子模塊。

進一步地，

所述藍牙模塊內(nèi)置FLASH程序存儲器。

進一步地，

所述存儲模塊為SD卡。

如圖5，本發(fā)明提供一種基于MPU6050定位技術的管道滲漏檢測球形系統(tǒng)，包括供電模塊、聲波采集模塊、存儲模塊、藍牙模塊、定位模塊、中央處理單元、球形外殼，所述供電模塊、聲波采集模塊、存儲模塊、藍牙模塊、定位模塊均與所述中央處理單元連接，各模塊工作相對獨立。

進一步地，

所述供電模塊選用大容量可充電鋰電池；所述供電模塊為所述聲波采集模塊、中央處理單元、定位模塊供電；通過所述中央處理單元控制信號，產(chǎn)生各模塊所需的工作電壓。

進一步地，

所述聲波采集模塊包括聲波信號采集傳感器和信號處理模塊；所述聲波信號采集傳感器選用駐極體式傳聲器；所述信號處理模塊為MAX9814集成電路模塊；所述聲波信號采集傳感器采集聲波信號，產(chǎn)生電信號，連接著所述信號處理模塊，所述信號處理模塊處理所述電信號，并將電信號放大后發(fā)送給所述中央處理單元。

進一步地，

所述存儲模塊選用SD卡；所述中央處理器處理所述聲波采集模塊、所述定位模塊數(shù)據(jù)，分析后存儲至所述SD卡。

進一步地，

所述定位模塊選用MPU6050傳感器，所述定位模塊設于球形系統(tǒng)中心位置，通過所述MPU6050讀取系統(tǒng)俯仰角、翻滾角、偏航角，通過算法得到球形系統(tǒng)實時運動姿態(tài)。

進一步地，

所述藍牙模塊選用BK3231模塊，具備內(nèi)置FLASH程序存儲器，適合對于定制的應用程序，更好地保護應用程序安全；當系統(tǒng)工作完成時，打開所述藍牙模塊工作按鈕，將所述SD卡中數(shù)據(jù)上傳至上位機；通過多次實驗，建立聲波信號分析數(shù)據(jù)庫，將不同程度的管道進行等級化，所述上位機收到所述藍牙模塊上傳所得數(shù)據(jù)與所述聲波信號分析數(shù)據(jù)庫進行比對，得出管道滲漏嚴重程度。SD卡中數(shù)據(jù)通過藍牙模塊上傳到上位機。所述上位機為基于Windows系統(tǒng)開發(fā)的。

進一步地，

所述中央處理器選用32位微處理器。

進一步地，

所述系統(tǒng)置于所述球形外殼內(nèi)；所述球形外殼選用抗腐蝕的塑料材料。

本實施例中，通過供電模塊、聲波采集模塊、存儲模塊、藍牙模塊、定位模塊、中央處理單元、球形外殼，所述供電模塊、聲波采集模塊、存儲模塊、藍牙模塊、定位模塊均與所述中央處理單元連接，各模塊工作相對獨立，解決了紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏這些方法只能在特定的情況下使用，且操作繁雜，經(jīng)驗性強、成本高，通過空氣取樣法以及利用引起的管道流量，壓力等輸送條件的檢測技術其鋪設面積廣、實施難度大、經(jīng)濟投入多的技術問題。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。