CN105372710B - 一种导线探测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导线探测方法及系统，用于通电管道，包括信号采集装置移动到预设待测区域，其中，信号采集装置包括M个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；M个电流采集装置采集得到M个电流信号；依据M个电流信号分别对应得到M个磁场强度；依据M个磁场强度以及M个电流采集装置的位置计算得到导线的位置。该方法及系统能同时对多个方向同时进行多组磁场强度的探测，提高了确定导线位置的精确度，且不需要不断移动探测装置以及探测装置的方向来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短。

Description

一种导线探测方法及系统

技术领域

本发明涉及电磁探测技术领域，特别是涉及一种导线探测方法。本发明还涉及一种导线探测系统。

背景技术

地下管道往往在电性、磁性、密度、波阻抗和导热性等方面于周围介质存在物性差异，因此可以利用导电率、导磁率、介电常数和密度等物理参数，来选择不同的方法对地下管道进行探测。地下管道的探测方法一般分两种，一种是井中调查与开挖样洞或简易触探相结合的方法，该方法在某些管道复杂的地段和检查验收中仍需采用。另一种是仪器探测与井中调查相结合的方法，目前应用较为广泛。在各种物理探测方法中，就其应用效果和适用范围来看，依次为频率域电磁法、磁测、地震、探地雷达、直流电法和红外辐射法等。

其中，频率域电磁法为通过不断移动探测仪器来寻找最大磁场强度以及确定地下管道的平面位置和埋深，从而得到地下管道的位置。但是该方法需要通过不断移动探测仪器的位置以及改变探测仪器的方向，从而采集到多组数据后才能计算地下管道的位置，而不能通过一次数据的采集直接的计算出地下管道的位置，耗时长且精确度低。

因此，如何提供一种精确度高且耗时短的导线探测方法及系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种导线探测方法，能同时对多个方向同时进行多组磁场强度的探测，提高确定导线位置的精确度，且不需要不断移动探测装置以及探测装置的方向来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短；本发明的另一目的是提供一种导线探测系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种导线探测方法，用于通电管道，包括：

信号采集装置移动到预设待测区域，其中，所述信号采集装置包括M个电流采集装置，且所述电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；

M个所述电流采集装置采集得到M个电流信号；

依据M个所述电流信号分别对应得到M个磁场强度；

依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置。

优选地，所述M个所述电流采集装置采集得到M个电流信号后还包括：

对M个所述电流信号进行放大处理、滤波处理和数字化处理。

优选地，所述依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置过程具体为：

当所述导线为直线时，采用如下坐标式表示所述导线的位置：

(x₀,y₀,z₀)+s(v_x,v_y,v_z)

其中，(x₀,y₀,z₀)为导线上的一个定点，s为距离参数，(v_x,v_y,v_z)为所述导线的方向向量，其中，取v_z＝0；

根据M个所述电流采集装置中第i个所述电流采集装置的坐标(x_i,y_i,z_i)以及所述导线的位置得到第i个所述电流采集装置与所述导线之间的距离r_i：

其中，1≤i≤M；

取

以r₁为基准，根据M个所述磁场强度、第i个所述电流采集装置与所述导线之间的所述距离r_i、A_i以及无限长直导线磁场强度计算式得到坐标计算式，其中所述坐标计算式为：

其中，B_i为在所述导线产生的磁场中，第i个所述电流采集装置所在位置处的磁场强度；

依据M个所述磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到所述导线的位置。

优选地，所述依据M个所述磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到所述导线的位置的过程为：

采用枚举法在所述预设待测区域内按预设间隔取N组x₀,y₀,z₀的值；

采用最小二乘法分别依据每组x₀,y₀,z₀的值与所述坐标计算式得到与每组x₀,y₀,z₀的值相对应的一组v_x,v_y,v_z的值以及标准偏差；

选出N个所述标准偏差中最小的所述标准偏差以及与所述最小的所述标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀；

依据与所述最小的所述标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀以及其相对应的v_x,v_y,v_z确定所述导线的位置。

优选地，还包括：

判断所述最小的标准偏差是否小于预设阈值，如果是，则所述预设待测区域内具有所述导线，否则，则所述预设待测区域内没有所述导线。

优选地，所述方法还包括：

对M个所述电流信号以及所述导线的位置进行显示。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种导线探测系统，用于通电管道，包括：

信号采集装置，所述信号采集装置包括M个电流采集装置，且所述电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；用于当所述信号采集装置移动到预设待测区域后，M个所述电流采集装置用于采集得到M个电流信号；

数据处理单元，用于依据M个所述电流信号分别对应得到M个磁场强度；还用于依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置；

所述依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置过程具体为：

当所述导线为直线时，采用如下坐标式表示所述导线的位置：

(x₀,y₀,z₀)+s(v_x,v_y,v_z)

其中，(x₀,y₀,z₀)为导线上的一个定点，s为距离参数，(v_x,v_y,v_z)为所述导线的方向向量，其中，取v_z＝0；

根据M个所述电流采集装置中第i个所述电流采集装置的坐标(x_i,y_i,z_i)以及所述导线的位置得到第i个所述电流采集装置与所述导线之间的距离r_i：

其中，1≤i≤M；

取

以r₁为基准，根据M个所述磁场强度、第i个所述电流采集装置与所述导线之间的所述距离r_i、A_i以及无限长直导线磁场强度计算式得到坐标计算式，其中所述坐标计算式为：

其中，B_i为在所述导线产生的磁场中，第i个所述电流采集装置所在位置处的磁场强度；

依据M个所述磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到所述导线的位置；

所述依据M个所述磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到所述导线的位置的过程为：

采用枚举法在所述预设待测区域内按预设间隔取N组x₀,y₀,z₀的值；

采用最小二乘法分别依据每组x₀,y₀,z₀的值与所述坐标计算式得到与每组x₀,y₀,z₀的值相对应的一组v_x,v_y,v_z的值以及标准偏差；

选出N个所述标准偏差中最小的所述标准偏差以及与所述最小的所述标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀；

依据与所述最小的所述标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀以及其相对应的v_x,v_y,v_z确定所述导线的位置。

优选地，还包括信号采集卡以及M个信号调制单元，其中，每个信号调制单元包括：

放大器，用于所述电流信号进行放大处理并将放大后的所述电流信号发送至滤波器；

所述滤波器，用于对所述放大后的所述电流信号进行滤波处理，并将滤波后的所述电流信号发送至信号采集卡；

所述信号采集卡，用于对所述滤波后的M个所述电流信号分别进行数字化处理，生成M个数字信号并将其发送至所述数据处理单元。

优选地，还包括：

判断单元，用于判断所述最小的标准偏差是否小于预设阈值，如果是，则所述预设待测区域内具有所述导线，否则，则所述预设待测区域内没有所述导线。

优选地，还包括：

显示单元，用于对M个所述电流信号以及所述导线的位置进行显示。

本发明提供了一种导线探测方法及系统，用于通电管道，该方法的信号采集装置中包括M个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数，即该方法能够同时对三个方向上M个位置处的磁场进行探测，同时，M个电流采集装置的方向均为预先设定，而不需要人为移动电流采集装置的方向，可见，本发明能同时对多个方向同时进行多组磁场强度的探测，提高了确定导线位置的精确度。

另外，该方法依据采集的M个电流信号所对应得到的M个磁场强度，以及M个电流采集装置的位置进行计算，即可得到导线的位置，即该方法仅通过一次采集的数据即可计算出导线的位置，而不需要不断移动探测装置，也不需要移动探测装置的方向来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种导线探测方法的过程的流程图；

图2为本发明提供的另一种导线探测方法的过程的流程图；

图3为本发明提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构俯视图；

图4为本发明提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构前视图；

图5为本发明提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构右视图；

图6为本发明提供的一种导线探测系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种导线探测方法，能同时对多个方向同时进行多组磁场强度的探测，提高确定导线位置的精确度，且不需要不断移动探测装置以及探测装置的方向来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短；本发明的另一核心是提供一种导线探测系统。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了一种导线探测方法，用于通电管道，参见图1所示，图1为本发明提供的一种导线探测方法的过程的流程图；该方法包括：

步骤s101：信号采集装置移动到预设待测区域，其中，信号采集装置包括M个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；

步骤s102：M个电流采集装置采集得到M个电流信号；

步骤s103：依据M个电流信号分别对应得到M个磁场强度；

步骤s104：依据M个磁场强度以及M个电流采集装置的位置计算得到导线的位置。

本发明提供了一种导线探测方法，用于通电管道，该方法的信号采集装置中包括M个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数，即该方法能够同时对三个方向上M个位置处的磁场进行探测，同时，M个电流采集装置的方向均为预先设定，而不需要人为移动电流采集装置的方向，可见，本发明能同时对多个方向同时进行多组磁场强度的探测，提高了确定导线位置的精确度。

另外，该方法依据采集的M个电流信号所对应得到的M个磁场强度，以及M个电流采集装置的位置进行计算，即可得到导线的位置，即该方法仅通过一次采集的数据即可计算出导线的位置，而不需要不断移动探测装置，也不需要移动探测装置的方向来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短。

实施例二

本发明还提供了另一种导线探测方法，用于通电管道，参见图2所示，图2为本发明提供的另一种导线探测方法的过程的流程图；该方法包括：

步骤s201：信号采集装置移动到预设待测区域，其中，信号采集装置包括M个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；

可以理解的是，这里的通电管道位于地下或墙体内等不可见的位置处。

其中，这里的电流采集装置为金属线圈，例如可以为密匝铜线圈，M个金属线圈组成一个线圈阵列固定于带有轮子的支架上，通有交流电的导线周围会产生变化的磁场，此时M个金属线圈内部的磁通量发生变化从而产生感应电流。

当然，本发明对具体采用哪种金属线圈以及金属线圈的匝数不做限定，对电流采集装置是否是金属线圈也不做限定，只要能够实现上述目的的电流采集装置均在本发明的保护范围之内。

另外，这里的M可以取7，当然，本发明对M的具体数值不做限定。

当M取7时，7个电流采集装置的位置分布可以参见图3、图4和图5所示，图3为本发明提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构俯视图；图4为本发明提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构前视图；图5为本发明提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构右视图。

可以理解的是，想要确定导线的方向以及深度的话，需要得到导线在三维坐标系中的位置，因此，M个电流采集装置应在三维空间上的三个方向上均至少设置有一个，且该M个电流采集装置采用非对称的设置方式以减小误差。

步骤s202：M个电流采集装置采集得到M个电流信号；

步骤s203：对M个电流信号进行放大处理、滤波处理和数字化处理，得到M个数字信号；

可以理解的是，由于电流采集装置为非接触式采集，电流采集装置与导线之间的距离以及电流采集装置与导线之间的介质均会减弱采集到的电流信号，因此，需要放大电流信号，同时，还需要滤除杂波和没有作用的影响信号，使得根据电流信号得到的磁场强度更为准确，减小了误差的产生。

步骤s204：依据M个数字信号分别对应得到M个磁场强度；

步骤s205：依据M个磁场强度以及M个电流采集装置的位置计算得到导线的位置；

可以理解的是，这里的依据M个磁场强度以及M个电流采集装置的位置计算得到导线的位置过程具体为：

建立一个空间坐标系，xy轴平面表示地面，z轴表示与地面垂直的方向，即深度，此时M个电流采集装置的坐标为已知量。

当导线为直线时，采用如下坐标式表示导线的位置：

(x₀,y₀,z₀)+s(v_x,v_y,v_z)

其中，(x₀,y₀,z₀)为导线上的一个定点，s为距离参数，(v_x,v_y,v_z)为导线的方向向量；

其中，当M＝3时，取v_z＝0；当M>3时，则并不限定v_z的取值，而是直接采用如下方法进行计算v_x,v_y,v_z的值。

根据M个电流采集装置中第i个电流采集装置的坐标(x_i,y_i,z_i)以及导线的位置得到第i个电流采集装置与导线之间的距离r_i：

其中，1≤i≤M；

取

根据以上距离r_i的计算式，如果将x₀,y₀,z₀,v_x,v_y,v_z看做变量的话，就会得到变量的幂为4次的方程组，十分难以化简，虽然可以通过牛顿迭代等方法不断靠近求出较为精确的解，但是这需要较大的计算量，不适合用在嵌入式系统里，因此本发明提供的方法中采用如下方式进行计算：

以r₁为基准，根据M个磁场强度、第i个电流采集装置与导线之间的距离r_i、A_i以及无限长直导线磁场强度计算式得到坐标计算式。

其中，无线长直导线磁场强度计算式为：

其中，μ₀为真空中的磁导率，I为导线上的电流；

因此，可以得出如下关系式：

可见，坐标计算式为：

其中，B_i为在导线产生的磁场中，第i个电流采集装置所在位置处的磁场强度；

依据M个磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到导线的位置。

进一步可知，这里的依据M个磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到导线的位置的过程为：

假设x₀,y₀,z₀已知，采用枚举法在预设待测区域内按预设间隔取N组x₀,y₀,z₀的值；

例如，当预设待测区域为x∈[0,2],y∈[0,2],z∈[-1,0]，其中x、y和z的单位为米时，令y₀＝0,x₀∈[0,2],z₀∈[-1,0]或者令x₀＝0,y₀∈[0,2],z₀∈[-1,0]，采用枚举法在预设待测区域内每隔0.1米做一次枚举，则共得到400组x₀,y₀,z₀的值。

其中，本发明对预设间隔的具体数值不做限定，工作人员可根据实际情况自行设定。

分别将每组x₀,y₀,z₀的值带入上述坐标计算式中，则坐标计算式的左侧为已知的测量值，右侧仅有2个(当M＝3，v_z＝0时)或3个(当M>3，对于v_z的值不做限定时)变量，然后采用最小二乘法，分别依据每组x₀,y₀,z₀的值与坐标计算式即得到与每组x₀,y₀,z₀的值相对应的一组v_x,v_y,v_z的值以及标准偏差，则会得到N个v_x,v_y,v_z的值以及对应的标准偏差；

选出N个标准偏差中最小的标准偏差以及与最小的标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀；

依据与最小的标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀以及其相对应的v_x,v_y,v_z确定导线的位置。

步骤s206：判断最小的标准偏差是否小于预设阈值，如果是，则预设待测区域内具有导线，否则，则预设待测区域内没有导线；

作为优选地，这里的预设待测区域为信号采集装置正下方，范围为x∈[0,2],y∈[0,2],z∈[-0.5,0]，其中xy轴平面为地面，z轴表示深度，x、y和z的单位为米。当然，以上仅为优选方案，本发明对此并不做限定，工作人员可根据实际情况自行调整预设待测区域的范围。

当然，也可不采用最小二乘法来计算，只要采取的计算方法能够得到与每组x₀,y₀,z₀的值相对应的v_x,v_y,v_z的值即可。

步骤s207：对M个电流信号以及导线的位置进行显示。

基于实施例一提供的方法，本实施例提供的方法还对M个电流信号进行了放大处理、滤波处理和数字化处理，通过放大M个电流信号，并滤除M个电流信号中的杂波和没有作用的影响信号，使得根据电流信号得到的磁场强度更为准确，减小了误差的产生；同时，本实施例还对计算得到的导线的位置进行了判断，当最小的标准偏差大于预设阈值时，则表示预设待测区域内并没有导线，进一步的对计算结果进行了筛选，使得到的结果更加准确；另外，本实施例还对M个电流信号以及导线的位置进行了显示，因此，能够更为直观的对采集到的电流信号进行观察，以及对计算出的导线的位置进行分析和判断。

本发明还提供了一种导线探测系统，用于通电管道，参见图6所示，图6为本发明提供的一种导线探测系统的结构示意图；该系统包括：

信号采集装置301，信号采集装置301包括M个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；用于当信号采集装置301移动到预设待测区域后，M个电流采集装置用于采集得到M个电流信号；

数据处理单元302，用于依据M个电流信号分别对应得到M个磁场强度；还用于依据M个磁场强度以及M个电流采集装置的位置计算得到导线的位置；

依据M个磁场强度以及M个电流采集装置的位置计算得到导线的位置过程具体为：

当导线为直线时，采用如下坐标式表示导线的位置：

(x₀,y₀,z₀)+s(v_x,v_y,v_z)

其中，(x₀,y₀,z₀)为导线上的一个定点，s为距离参数，(v_x,v_y,v_z)为导线的方向向量，其中，取v_z＝0；

根据M个电流采集装置中第i个电流采集装置的坐标(x_i,y_i,z_i)以及导线的位置得到第i个电流采集装置与导线之间的距离r_i：

其中，1≤i≤M；

取

以r₁为基准，根据M个磁场强度、第i个电流采集装置与导线之间的距离r_i、A_i以及无限长直导线磁场强度计算式得到坐标计算式，其中坐标计算式为：

其中，B_i为在导线产生的磁场中，第i个电流采集装置所在位置处的磁场强度；

依据M个磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到导线的位置；

依据M个磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到导线的位置的过程为：

采用枚举法在预设待测区域内按预设间隔取N组x₀,y₀,z₀的值；

采用最小二乘法分别依据每组x₀,y₀,z₀的值与坐标计算式得到与每组x₀,y₀,z₀的值相对应的一组v_x,v_y,v_z的值以及标准偏差；

选出N个标准偏差中最小的标准偏差以及与最小的标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀；

依据与最小的标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀以及其相对应的v_x,v_y,v_z确定导线的位置。

可以理解的是，这里的数据处理单元302可以为计算机的处理软件，每隔预设时间段，处理软件就接收一次电流信号并对其进行处理，得到导线的位置。当然，本发明对数据处理单元302是否为计算机的处理软件，以及具体为哪种软件并不做特别限定。

另外，本发明并不限定是否设置有预设时间段，也不限定预设时间段的长短，工作人员可根据实际情况自行设置。

作为优选地，该系统还包括信号采集卡305以及M个信号调制单元，其中，每个信号调制单元包括：

放大器303，用于电流信号进行放大处理并将放大后的电流信号发送至滤波器304；

滤波器304，用于对放大后的电流信号进行滤波处理，并将滤波后的电流信号发送至信号采集卡305；

信号采集卡305，用于对滤波后的M个电流信号分别进行数字化处理，生成M个数字信号并将其发送至数据处理单元302。

其中，这里的信号采集卡305通过USB接口与数据处理单元302相连接。此外，这里的信号采集卡305也可通过其他接口与数据处理单元302连接，本发明对采用接口的类型不做特别限定。

作为优选地，该系统还包括：

判断单元306，用于判断最小的标准偏差是否小于预设阈值，如果是，则预设待测区域内具有导线，否则，则预设待测区域内没有导线。

作为优选地，该系统还包括：

显示单元307，用于对M个电流信号以及导线的位置进行显示。

另外，这里的显示单元307可以为计算机的显示屏。当然，只要能够实现上述显示功能的显示单元307均在本发明的保护范围之内。

本发明提供了一种导线探测系统，用于通电管道，该系统的信号采集装置中包括M个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数，即该系统能够同时对三个方向上M个位置处的磁场进行探测，同时，M个电流采集装置的方向均为预先设定，而不需要人为移动电流采集装置的方向，可见，本发明能同时对多个方向同时进行多组磁场强度的探测，提高了确定导线位置的精确度。

另外，该系统依据采集的M个电流信号所对应得到的M个磁场强度，以及M个电流采集装置的位置进行计算，即可得到导线的位置，即该系统仅通过一次采集的数据即可计算出导线的位置，而不需要不断移动探测装置，也不需要移动探测装置的方向来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种导线探测方法，用于通电管道，其特征在于，包括：

信号采集装置移动到预设待测区域，其中，所述信号采集装置包括M个电流采集装置，且所述电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；

M个所述电流采集装置采集得到M个电流信号；

依据M个所述电流信号分别对应得到M个磁场强度；

依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置；

所述依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置过程具体为：

当所述导线为直线时，采用如下坐标式表示所述导线的位置：

(x₀,y₀,z₀)+s(v_x,v_y,v_z)

其中，(x₀,y₀,z₀)为导线上的一个定点，s为距离参数，(v_x,v_y,v_z)为所述导线的方向向量，其中，取v_z＝0；

根据M个所述电流采集装置中第i个所述电流采集装置的坐标(x_i,y_i,z_i)以及所述导线的位置得到第i个所述电流采集装置与所述导线之间的距离r_i：

其中，1≤i≤M；

取

以r₁为基准，根据M个所述磁场强度、第i个所述电流采集装置与所述导线之间的所述距离r_i、A_i以及无限长直导线磁场强度计算式得到坐标计算式，其中所述坐标计算式为：

其中，B_i为在所述导线产生的磁场中，第i个所述电流采集装置所在位置处的磁场强度；

依据M个所述磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到所述导线的位置；

所述依据M个所述磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到所述导线的位置的过程为：

采用枚举法在所述预设待测区域内按预设间隔取N组x₀,y₀,z₀的值；

采用最小二乘法分别依据每组x₀,y₀,z₀的值与所述坐标计算式得到与每组x₀,y₀,z₀的值相对应的一组v_x,v_y,v_z的值以及标准偏差；

选出N个所述标准偏差中最小的所述标准偏差以及与所述最小的所述标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀；

依据与所述最小的所述标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀以及其相对应的v_x,v_y,v_z确定所述导线的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M个所述电流采集装置采集得到M个电流信号后还包括：

对M个所述电流信号进行放大处理、滤波处理和数字化处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

判断所述最小的所述标准偏差是否小于预设阈值，如果是，则所述预设待测区域内具有所述导线，否则，则所述预设待测区域内没有所述导线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对M个所述电流信号以及所述导线的位置进行显示。

5.一种导线探测系统，用于通电管道，其特征在于，包括：

信号采集装置，所述信号采集装置包括M个电流采集装置，且所述电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；用于当所述信号采集装置移动到预设待测区域后，M个所述电流采集装置用于采集得到M个电流信号；

数据处理单元，用于依据M个所述电流信号分别对应得到M个磁场强度；还用于依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置；

所述依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置过程具体为：

当所述导线为直线时，采用如下坐标式表示所述导线的位置：

(x₀,y₀,z₀)+s(v_x,v_y,v_z)

其中，(x₀,y₀,z₀)为导线上的一个定点，s为距离参数，(v_x,v_y,v_z)为所述导线的方向向量，其中，取v_z＝0；

根据M个所述电流采集装置中第i个所述电流采集装置的坐标(x_i,y_i,z_i)以及所述导线的位置得到第i个所述电流采集装置与所述导线之间的距离r_i：

其中，1≤i≤M；

取

以r₁为基准，根据M个所述磁场强度、第i个所述电流采集装置与所述导线之间的所述距离r_i、A_i以及无限长直导线磁场强度计算式得到坐标计算式，其中所述坐标计算式为：

其中，B_i为在所述导线产生的磁场中，第i个所述电流采集装置所在位置处的磁场强度；

依据M个所述磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到所述导线的位置；

所述依据M个所述磁场强度以及坐标计算式得到(x₀,y₀,z₀)和(v_x,v_y,v_z)，进而得到所述导线的位置的过程为：

采用枚举法在所述预设待测区域内按预设间隔取N组x₀,y₀,z₀的值；

采用最小二乘法分别依据每组x₀,y₀,z₀的值与所述坐标计算式得到与每组x₀,y₀,z₀的值相对应的一组v_x,v_y,v_z的值以及标准偏差；

选出N个所述标准偏差中最小的所述标准偏差以及与所述最小的所述标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀；

依据与所述最小的所述标准偏差相对应的一组x₀,y₀,z₀以及其相对应的v_x,v_y,v_z确定所述导线的位置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括信号采集卡以及M个信号调制单元，其中，每个信号调制单元包括：

放大器，用于所述电流信号进行放大处理并将放大后的所述电流信号发送至滤波器；

所述滤波器，用于对所述放大后的所述电流信号进行滤波处理，并将滤波后的所述电流信号发送至信号采集卡；

所述信号采集卡，用于对M个所述滤波后的所述电流信号分别进行数字化处理，生成M个数字信号并将其发送至所述数据处理单元。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

判断单元，用于判断所述最小的所述标准偏差是否小于预设阈值，如果是，则所述预设待测区域内具有所述导线，否则，则所述预设待测区域内没有所述导线。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

显示单元，用于对M个所述电流信号以及所述导线的位置进行显示。