1、本文依托天津大港油田工程建設有限責任公司科技部下發(fā)的《鋪管船管道曲率應力姿態(tài)檢測系統(tǒng)研制》項目要求，由我校開發(fā)一套用于在線監(jiān)測鋪管船進行鋪管作業(yè)時海底管道的三維姿態(tài)信息的軸線軌跡檢測裝置。隨著海上油田的陸續(xù)開發(fā)利用，海底輸油管道鋪設時的軸線軌跡自動檢測工作越來越受到業(yè)內(nèi)人士的廣泛關注。然而，我國目前關于海底管道軸線軌跡自動檢測的技術(shù)仍不成熟，為此我們設計研發(fā)了這套具有前瞻性的海底管道的軸線軌跡自動在線檢測裝置。
　　軸線軌跡自動檢

2、測裝置是一個跨學科多領域的課題，涉及到機械、電子等多個學科的內(nèi)容。本課題是基于陀螺儀多維檢測技術(shù)并與PIC單片機相結(jié)合的軸線軌跡檢測裝置，課題采用3軸陀螺儀采集管道的三維姿態(tài)信息，并以PIC單片機作為核心控制器，并結(jié)合傾角傳感器對管道的軸線軌跡進行檢測。我們采用 Delphi7.0對軸線軌跡檢測裝置的監(jiān)控界面進行開發(fā)設計，并結(jié)合SQL Server2000進行數(shù)據(jù)的存儲和管理。在上位機系統(tǒng)中，對三維姿態(tài)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，采

3、用卡爾曼濾波對采集到的數(shù)據(jù)進行誤差校正，并采用四元數(shù)法對陀螺儀進行姿態(tài)解算，實現(xiàn)管道的軸線軌跡的在線顯示。
　　本文分析了當前國內(nèi)外在管道鋪設時對管道三維姿態(tài)信息監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和應用情況，自主設計檢測裝置的機械結(jié)構(gòu)與傳動機構(gòu),實現(xiàn)了鋪管工作時對管道信息的實時采集與在線顯示。本文先對檢測裝置硬件的各模塊電路進行設計，主要有串口通信模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊及時鐘模塊。本課題中設計的三維姿態(tài)傳感器對管道信息進行采集，分析傾角傳感器和陀螺