气动定位球

小口径管道精准定位

用气流推进替代钢缆牵引，让载有芯片级MEMS IMU的轻量球体高速穿过小口径管道，以极短积分时间抑制误差累积，实现现有PIG无法覆盖的管道定位。

牛小骥 · Jundong, Hu · 陈起金 · Zhao, Dong

IEEE Sensors Journal 2025

参数信息

单次运行横向定位误差

0.77 m

单次运行高度定位误差

1.13 m

平均横向定位误差

0.36 m

平均高度定位误差

0.36 m

飞行速度

10 m/s

平均定位误差相对管道长度

0.75 %

技术优势

能进小管道

用芯片级MEMS IMU替换高精度大尺寸IMU，使装置体积和重量大幅减小，可进入直径20–65 mm的管道。

速度压误差

以约10 m/s的气流推进替代约1 m/s的钢缆牵引，积分时间从数十秒缩短到几秒，MEMS累积误差显著减小。

重复跑更准

多次运行取平均，将最大定位误差从单次0.77 m和1.13 m进一步降到0.36 m（管道长度的0.75%）。

应用场景

• 管道检测：让小口径管道也能被检测定位，填补现有设备无法进入的空白。
• 地下管线测绘：为地下管线测绘提供小口径管道的精确位置数据，减少施工损坏。
• 管道维护：快速定位问题管段，提高维护效率，避免盲目开挖。