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申请/专利权人：郑州畅威物联网科技有限公司

摘要：本发明提供了一种基于GIS的燃气激光巡检系统及其领航方法，所述系统包括设置在巡检车上的位置检测单元和激光甲烷探测仪，所述激光甲烷探测仪用于获取燃气管网某一点处泄漏气体的浓度，还包括管网地图管理单元、巡检车状态检测单元、初始检测点配置单元、探测位置预测单元和探测指令生成单元；所述探测位置预测单元，用于在巡检车移动过程中，根据巡检车在某个巡检采样时刻的状态Xk‑1，预测巡检车在下个巡检采样时刻的状态Xk；所述探测指令生成单元，用于基于预测出的状态Xk确定燃气管道的下个检测点信息，基于下个检测点信息生成探测指令；基于本发明，只需一个巡检车驾驶员就能完成城镇燃气管网的日常巡检工作。

主权项：1.一种基于GIS的燃气激光巡检系统，包括设置在巡检车上的位置检测单元和激光甲烷探测仪，所述位置检测单元用于实时检测巡检车所处的位置及速度信息，所述激光甲烷探测仪用于获取燃气管网某一点处泄漏气体的浓度，其特征在于：还包括管网地图管理单元、巡检车状态检测单元、初始检测点配置单元、探测位置预测单元和探测指令生成单元；所述管网地图管理单元，用于存储及管理目标燃气管网的GIS地图；所述巡检车状态检测单元，用于接收来自所述位置检测单元的位置及速度信息，以确定巡检车在某个巡检采样时刻的状态；所述初始检测点配置单元，用于根据所述目标燃气管网的GIS地图及巡检车在初始巡检采样时刻的状态X1，配置所述目标燃气管网的GIS地图上管道初始检测点的状态Y1；其中，所述状态X1＝[p1,v1]，p1表示巡检车在初始巡检采样时刻所处的位置，v1表示巡检车在初始巡检采样时刻的速度；所述状态Y1＝[q1,v1]，q1表示管道初始检测点对应的位置，v1表示管道初始检测点对应的速度，管道初始检测点的对应的速度等于巡检车在初始巡检采样时刻的速度；所述探测位置预测单元，用于在巡检车移动过程中，根据巡检车在某个巡检采样时刻的状态Xk-1，预测巡检车在下个巡检采样时刻的状态Xk；其中，所述状态Xk＝[pk,vk]，pk表示巡检车在第k个巡检采样时刻所处的预测位置，vk表示巡检车在第k个巡检采样时刻的预测速度，k≥2；所述探测位置预测单元，在巡检车移动过程中，根据巡检车在某个巡检采样时刻的状态Xk-1，预测巡检车在下个巡检采样时刻的状态Xk时，执行：将所述状态Xk-1输入探测位置预测模型，生成下个巡检采样时刻的状态Xk；所述探测位置预测模型表示为：Xk＝FkXk-1+Bkuk+K′Zk-HkFkXk-1+Bkuk其中，所述状态Xk＝[pk,vk]，pk表示巡检车在第k个巡检采样时刻所处的预测位置，vk表示巡检车在第k个巡检采样时刻的预测速度；所述状态Xk-1＝[pk-1,vk-1]，pk-1表示巡检车在第k-1个巡检采样时刻所处的实际位置，vk-1表示巡检车在第k-1个巡检采样时刻的实际速度； Δt表示相邻两个巡检采样时刻之间的时间差；a表示巡检车的加速度； Pk表示巡检车在第k个巡检采样时刻的状态Xk对应的协方差矩阵，Pk-1表示巡检车在第k-1个巡检采样时刻的状态Xk-1对应的协方差矩阵，表示Fk的转置，Qk表示高斯噪声；Zk表示所述位置检测单元中的GPS模块在第k个巡检采样时刻对应的GPS观测值；Hk表示车轮运动传感器测量的运动状态与GPS测量的运动状态转换成同一坐标系下的变换关系矩阵，表示Hk的转置，Rk表示所述位置检测单元检测到的巡检车位置参数之间的方差；所述探测指令生成单元，用于基于预测出的状态Xk确定燃气管道的下个检测点信息，基于下个检测点信息生成探测指令，并将所述探测指令发送给所述激光甲烷探测仪；其中，所述探测指令用于控制所述激光甲烷探测仪向预测出的下个检测点发射激光信号，并采集该检测点的气体浓度信息。

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