CN110618462B - 一种探测海底电缆的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种探测海底电缆的方法及装置，包括：依据探测器的第一线圈阵列的第一交变电压信号、第二线圈阵列的第二交变电压信号，调节所述探测器的位置，直至所述探测器位于所述待测电缆的正上方；根据所述第一交变电压信号计算所述探测器和所述待测电缆的第一夹角；根据所述第二交变电压信号计算所述探测器和所述待测电缆的第二夹角；获取所述探测器的横摇倾角；根据所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的位置信息。通过获取横摇倾角，能够探测海底电缆的精准位置。
Description
技术领域
本发明涉及探测技术领域，特别是指一种探测海底电缆的方法及装置。
背景技术
随着科学技术的发展，海底电缆得到的广泛的应用，精确掌握海底电缆的位置对海底电缆运行维护工作至关重要。然而，现有的技术，无论是多波束侧扫声纳探测、水下机器人摄像、声波管线仪探测等，均受到海洋环境的限制，无法精确获得海底电缆的位置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种探测海底电缆的方法及装置，能够探测得到海底电缆的精确位置。
基于上述目的本发明提供的一种探测海底电缆的方法，包括：
依据探测器的第一线圈阵列的第一交变电压信号、第二线圈阵列的第二交变电压信号，调节所述探测器的位置，直至所述探测器位于所述的正上方，所述第一交变电压信号、所述第二交变电压信号均基于所述待测电缆产生的交变磁场信号；
根据所述第一交变电压信号计算所述探测器和所述待测电缆的第一夹角；根据所述第二交变电压信号计算所述探测器和所述待测电缆的第二夹角；获取所述探测器的横摇倾角；
根据所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的位置信息。
进一步的，还包括：
通过高度计获取所述探测器相对于海床平面的高度信息，所述高度计位于所述第一线圈阵列和所述第二线圈阵列的中线且垂直所述探测器；
基于所述高度信息、所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的埋深。
进一步的，所述根据所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的位置信息的步骤包括：
判断所述横摇倾角是否为零；
若所述横摇倾角为零，则根据所述第一夹角、所述第二夹角以及所述第一线圈阵列间与所述第二线圈阵列之间的长度计算得到所述待测电缆的原始位置信息，所述原始位置信息等于所述位置信息；
若所述横摇倾角不为零，则根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息。
进一步的，所述基于所述高度信息、所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的埋深的步骤包括：
判断所述横摇倾角是否为零；
若所述横摇倾角为零，则根据所述高度信息和所述原始位置信息计算得到所述埋深；
若所述横摇倾角不为零，则根据所述横摇倾角、所述高度信息和所述原始位置信息，得到所述埋深。
进一步的，所述原始位置信息包括原始垂向距离和原始水平偏移；
所述原始垂向距离为所述待探测电缆和所述探测器的距离；
所述原始水平偏移为所述待探测电缆在所述探测器上的投影和所述探测器中线的距离；
所述位置信息包括垂向距离和水平偏移；
所述垂向距离为所述待探测电缆和所述探测器中线所在水平面的距离；
所述水平偏移为所述待探测电缆在所述探测器中线所在水平面的投影和所述探测器中线的距离。
进一步的，所述根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息的步骤包括：
基于所述横摇倾角，计算所述原始水平偏移和所述原始垂向距离在垂直面的投影，即得所述垂向距离。
进一步的，所述根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息的步骤包括：
基于所述横摇倾角，计算所述原始水平偏移在水平面的第一投影，以及所述原始垂向距离在水平面的第二投影；
所述第一投影与所述第二投影之差，即为所述水平偏移。
进一步的，所述根据所述横摇倾角、所述高度信息和所述原始位置信息，得到所述埋深的步骤包括：
基于所述原始垂向距离和所述高度信息的差值，得到原始埋深；
基于所述横摇倾角，计算原始埋深和原始水平偏移在垂直面的投影，得到所述埋深。
本发明实施例的第二个方面，还提供了一种探测海底电缆的装置，包括：
探测器，所述探测器包括第一线圈阵列、第二线圈阵列和水平连杆，所述第一线圈阵列和所述第二线圈阵列对称设置在水平连杆上；
横摇倾角传感器，用于检测所述探测器的横摇倾角；
高度计，设置于所述水平连杆的中间且垂直所述探测器；
移动组件，用于移动所述探测器；
处理器，连接所述探测器、横摇倾角传感器、所述高度计和所述移动组件；所述处理器执行前述任一种方法。
进一步的，所述横摇倾角传感器为陀螺仪。
从上面所述可以看出，本发明实施例的探测海底电缆的方法，利用待测电缆产生的交变磁场信号探测海底电缆的位置，不受海水深度的影响，即便是在深水区也能够准确探测海底电缆。通过获取横摇倾角，能够利用横摇倾角检测所述探测器的位置是否和预设的参考系相符，如果不符，利用横摇倾角校正即可得到准确的待测电缆的位置信息，能够从根本上杜绝探测误差，保障获得精准的待测电缆的位置信息，特别适用于探测器在风浪、洋流、风暴潮等因素作用下发生横摇的情况，简单方便。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种线圈阵列基于待测电缆产生的交变磁场信号确定线圈阵列和待测电缆夹角的方法示意图；
图2为本发明实施例提供的一种探测器确定待测电缆原始位置的方法示意图；
图3为本发明实施例提供的一种横摇对原始位置探测的影响示意图；
图4为本发明实施例提供的一种利用横摇倾角校正原始位置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种横摇对埋深探测的影响示意图；
图6为本发明实施例提供的一种利用横摇倾角校正埋深的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种探测海底电缆的装置框架图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
现有技术中广泛采用的海底电缆探测的方法包括水下机器人摄影或潜水员潜水拍照等。但是，当探测水域为深水区(无光线)或者浑水区，这样的技术方案无法准确探测海底电缆的位置。
此外，发明人还发现在探测过程中，如果探测设备发生横摇，也会引起探测误差，其原因在于，通常设定探测设备的工作面和预设参考系(探测设备中线及其所在水平面)对应，通过探测设备和待测电缆的相对位置关系，即可确定待测电缆的位置信息，而当横摇导致探测设备发生倾斜时，探测设备的工作面脱离预设参考系，导致待测电缆的位置信息出现误差，不能体现待测电缆的真实位置。
由此，本发明实施例的第一个方面，提出了一种探测海底电缆的方法的一个实施例。
根据电磁感应定律可知，带有交变电流的待测电缆会在周围产生相同频率的交变磁场，当交变磁场通过感应线圈时，会在探测线圈上产生交变的电压。当单个分量的线圈与待测电缆产生的交变磁场成平行状态时，其线圈中的输出电压为0，当处于垂直状态时，电压信号达到最大，而有夹角时其电压介于中间。依据这一原理，参考图1，采用两个相互垂直的线圈——x方向(线圈沿x方向延伸)和z方向(线圈沿z方向延伸)同时探测待测电缆，那么线圈与待测电缆之间的夹角可以由两个方向的电压比值计算得到：
式中：β——待测电缆与线圈中心水平方向上的夹角；Vx——水平方向线圈感应目标磁场分量的电压值；Vz——垂直方向线圈感应目标磁场分量的电压值。
本发明基于这一原理，本发明实施例提出的一种探测海底电缆的方法包括：
依据探测器的第一线圈阵列的第一交变电压信号、第二线圈阵列的第二交变电压信号，调节所述探测器的位置，直至所述探测器位于所述待测电缆的正上方，所述第一交变电压信号、所述第二交变电压信号均基于所述待测电缆产生的交变磁场信号；
需要说明的，为不干扰待测电缆的正常使用，产生交变磁场信号的交变电流可以是待测电缆中正常传输的电流；当然，如果待测电缆未使用，为便于探测，可以在待测电缆中通入预设的交变电流。此外，待测电缆也可以不通入交变电流，而是通过感应外部的磁场而产生交变电流，这里外部的磁场可以由所述探测器产生。
这里，所述的正上方是指第一线圈阵列和第二线圈阵列分别位于所述待测电缆的两侧上方且所述第一线圈阵列和第二线圈阵列的连线垂直所述待测电缆。第一线圈阵列和第二线圈阵列均包括两个相互垂直x方向线圈和z方向线圈。可选的，所述x方向是指水平方向，z方向是指垂直方向；可选的，x方向与待测电缆的延伸方向垂直。
应当理解的，当所述第一交变电压信号分量Vz1的方向和所述第二交变电压信号分量Vz2的方向相同时，所述第一线圈阵列和所述第二线圈阵列位于所述待测电缆的同侧，方向相反时，所述第一线圈阵列和所述第二线圈阵列位于所述待测电缆的两侧；当移动所述探测器时，所述第一交变电压信号和所述第二交变电压信号的变化趋势相同(例如，最大值均增加)，则所述连线垂直所述待测电缆，趋势相反，则所述连线不垂直所述待测电缆；
根据第一交变电压信号计算所述探测器和所述待测电缆的第一夹角；根据所述第二交变电压信号计算所述探测器和所述待测电缆的第二夹角；获取所述探测器的横摇倾角；
根据所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的位置信息。
本发明实施例的探测海底电缆的方法，利用待测电缆产生的交变磁场信号探测海底电缆的位置，不受海水深度的影响，即便是在深水区也能够准确探测海底电缆。通过获取横摇倾角，能够利用横摇倾角检测所述探测器的位置是否和预设的参考系相符，如果不符，利用横摇倾角校正即可得到准确的待测电缆的位置信息，能够从根本上杜绝探测误差，保障获得精准的待测电缆的位置信息，特别适用于探测器在风浪、洋流、风暴潮等因素作用下发生横摇的情况，简单方便。
本领域技术人员应当理解，利用这样的技术方案，在进行探测时，无需刻意调节所述探测器至水平状态，仅需保证所述探测器位于待测电缆的正上方即可开始探测，能够极大的节约调整所述探测器的时间，提高探测速度。
在本发明的一些实施例中，还包括：
通过高度计获取所述探测器相对于海床平面的高度信息，所述高度计位于所述第一线圈阵列和所述第二线圈阵列的中线且垂直所述探测器；
基于所述高度信息、所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的埋深。
应当说明的，探测器包括第一线圈阵列和第二线圈阵列，以第一线圈阵列和第二线圈阵列的中线位置测定探测器相对海床平面的高度信息。当探测器水平时，所述高度信息等于所述探测器和海床平面的距离；当探测器倾斜时，所述高度计随之倾斜，得到的高度信息并不是所述探测器和所述海床平面的真实距离。
这里借助高度信息、所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，能够准确得到所述待测电缆的埋深，精准可靠。
参考图4，在本发明的一些实施例中，所述原始位置信息包括原始垂向距离VRT和原始水平偏移LAT；这里，原始位置信息代表所述待测电缆和所述探测器的相对位置关系；
所述原始垂向距离VRT为所述待探测电缆和所述探测器的距离；
所述原始水平偏移LAT为所述待探测电缆在所述探测器上的投影和所述探测器中线的距离；
所述位置信息包括垂向距离VRT'和水平偏移LAT'；
所述垂向距离VRT'为所述待探测电缆和所述探测器中线所在水平面的距离；
所述水平偏移LAT'为所述待探测电缆在所述探测器中线所在水平面的投影和所述探测器中线的距离。
需要说明的是，探测器中线是第一线圈阵列和第二线圈阵列的连线的对称轴。
在本发明的一些实施例中，所述根据所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的位置信息的步骤包括：
判断所述横摇倾角是否为零；
若所述横摇倾角为零，则根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述第一线圈阵列间与所述第二线圈阵列之间的长度计算得到所述待测电缆的原始位置信息，所述原始位置信息等于所述位置信息；
若所述横摇倾角不为零，则根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息。
通过判断横摇倾角是否为零决定所述原始位置信息是否需要校正，确保位置信息精准可靠。
以下结合图2和图3，对本实施例的技术方案进一步说明如下：
如图2所示，通过第一交变电压信号得到第一夹角：
第二交变电压信号得到第二夹角：
第一线圈阵列和第二线圈阵列的距离固定且已知，利用几何关系求得待测探测电缆的原始位置信息，包括原始水平偏移LAT和原始垂向距离VRT。
当横摇倾角为零时，所述原始水平偏移LAT等于待测电缆的水平偏移LAT'，所述原始垂向距离VRT等于待测电缆的垂向距离LAT'。
进一步的，参考图3，受洋流或海底复杂工况等的影响，探测器难以保持完全水平的状态，容易发生不同程度的艏摇、横摇或是纵摇。θ为当前探测器发生的水平横摇角度。如果待测电缆的位置保持不变，而探测器在水平方向上发生一定的横摇，此时探测器测得的探测值会有一定的误差。因此如果有更高精度的数据需求，获得当前工况下的真实待测电缆的位置信息，那么，需要根据横摇倾角θ校正原始位置信息，得到待测电缆的位置信息，所述位置信息包括水平偏移LAT'和垂向距离VRT'。
埋深是海底电缆检测和维护作业中的重要参考数据，因此埋深的探测精确性尤为重要。当探测器在作业过程中发生水平横摇，不仅导致探测器的工作面脱离预设参考系，而且导致高度计读数出现误差，进而影响埋深的准确性。
在本发明的一些实施例中，所述基于所述高度信息、所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角和所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的埋深的步骤包括：
判断所述横摇倾角是否为零；
若所述横摇倾角为零，则根据所述高度信息和所述原始位置信息计算得到所述埋深；
若所述横摇倾角不为零，则根据所述横摇倾角、所述高度信息和所述原始位置信息，得到所述埋深。
通过判断横摇倾角是否为零决定所述埋深的计算方法，确保埋深精准可靠。
以下结合图2和图5，对本实施例的技术方案进一步说明如下：
通过高度计测量探测器和海床平面的高度信息ALT。
当所述横摇倾角为零，则待测电缆的埋深DEP'等于原始埋深DEP，原始埋深DEP通过原始垂向距离VRT和高度信息ALT相减而直接计算获得；
当所述横摇倾角不为零，参考图5，根据横摇倾角θ、原始位置信息，所述高度信息ALT，得到待测电缆的埋深DEP'。
参考图4，在本发明的一些实施例中，所述根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息的步骤包括：
基于所述横摇倾角，计算所述原始水平偏移和所述原始垂向距离在垂直面的投影，即得所述垂向距离。
本领域技术人员能够理解的，所述垂直面经过探测器中线且所述中线所在水平面相互垂直。
在本发明的一些实施例中，所述根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息的步骤包括：
基于所述横摇倾角，计算所述原始水平偏移在水平面的第一投影，以及所述原始垂向距离在水平面的第二投影；
所述第一投影与所述第二投影之差，即为所述水平偏移。
进一步的，图4体现横摇倾角与水平偏移和垂向距离的几何关系模型。其中，V1——LAT在垂直方向上的投影长度；V2——VRT在垂直方向上投影的长度；L1——LAT在水平方向上投影的长度；L2——VRT在水平方向上投影的长度。
根据几何关系可知，当探测器发生θ角度的水平横摇时，校正后的水平偏移LAT'和垂向距离的VRT'应当是：
LAT′＝L1-L2＝LAT×cosθ-VRT×sinθ
VRT′＝V1+V2＝LAT×sinθ+VRT×cosθ
在本发明的一些实施例中，所述根据所述横摇倾角、所述高度信息和所述原始位置信息，得到所述埋深的步骤包括：
基于所述原始垂向距离和所述高度信息的差值，得到原始埋深；
基于所述横摇倾角，计算原始埋深和原始水平偏移在垂直面的投影，得到所述埋深。
进一步的，如图5和图6所示，当探测器发生水平横摇时，不仅原始水平偏移和原始垂向距离不再能反映待探测电缆的位置信息，而且通过高度计直接读取的高度信息也存在误差，对应的埋深也存在较大的误差。为了得到更真实的埋深数据，需要对埋深进行校正。
如图6所示，DEP——原始埋深；DEP'——真实埋深；D1——DEP水平投影至探测器垂直面的长度；D2——LAT水平投影至探测器垂直面的长度；ALT——中线位置高度计探测的高度信息。
根据图6所示几何关系可以得出：
D1＝DEP
D2＝LAT×tanθ
DEP′＝(D1+D2)×cosθ＝(DEP+LAT×tanθ)×cosθ
其中，原始埋深可以通过原始垂直高度与高度计的高度信息的差值得到，
DEP＝VRT-ALT
DEP′＝[(VRT-ALT)+LAT×tanθ]×cosθ
＝(VRT-ALT)×cosθ+LAT×sinθ
基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种探测海底电缆的装置的一个实施例。如图7所示，为本发明实施例提供的探测海底电缆的装置的一个实施例的框架图。具体包括：
探测器，所述探测器包括第一线圈阵列、第二线圈阵列和水平连杆，所述第一线圈阵列和所述第二线圈阵列对称设置在水平连杆上；
横摇倾角传感器，用于检测所述探测器的横摇倾角；
高度计，设置于所述水平连杆的中间且垂直所述探测器；
移动组件，用于移动所述探测器；
处理器，连接所述探测器、横摇倾角传感器、所述高度计和所述移动组件；所述处理器执行前述任一种探测海底电缆的方法。
本领域技术人员能够理解的，所述移动组件可以是为探测器专门设计的，也可以是现有的水下机器人，通过将所述探测器搭载在水下机器人，实现所述探测器的移动，节约成本且易于实现。
进一步的，第一线圈阵列和第二线圈阵列均包括两个相互垂直x方向线圈和z方向线圈。
在本发明的一些实施例中，所述横摇倾角传感器为陀螺仪。借助陀螺仪，能够方便的检测所述探测器在横摇的情况下的倾角，准确可靠。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种探测海底电缆的方法，其特征在于，包括：
依据探测器的第一线圈阵列的第一交变电压信号、第二线圈阵列的第二交变电压信号，调节所述探测器的位置，直至所述探测器位于待测电缆的正上方，所述第一交变电压信号、所述第二交变电压信号均基于所述待测电缆产生的交变磁场信号；
根据所述第一交变电压信号计算所述探测器和所述待测电缆的第一夹角；根据所述第二交变电压信号计算所述探测器和所述待测电缆的第二夹角；获取所述探测器的横摇倾角；
根据所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的位置信息；其中，
所述根据所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的位置信息的步骤包括：
判断所述横摇倾角是否为零；
若所述横摇倾角为零，则根据所述第一夹角、所述第二夹角以及所述第一线圈阵列间与所述第二线圈阵列之间的长度计算得到所述待测电缆的原始位置信息，所述原始位置信息等于所述位置信息；
若所述横摇倾角不为零，则根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过高度计获取所述探测器相对于海床平面的高度信息，所述高度计位于所述第一线圈阵列和所述第二线圈阵列的中线且垂直所述探测器；
基于所述高度信息、所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的埋深。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述高度信息、所述第一夹角、所述第二夹角、所述横摇倾角以及所述第一线圈阵列与所述第二线圈阵列之间的长度，得到所述待测电缆的埋深的步骤包括：
判断所述横摇倾角是否为零；
若所述横摇倾角为零，则根据所述高度信息和所述原始位置信息计算得到所述埋深；
若所述横摇倾角不为零，则根据所述横摇倾角、所述高度信息和所述原始位置信息，得到所述埋深。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述原始位置信息包括原始垂向距离和原始水平偏移；
所述原始垂向距离为所述待测电缆和所述探测器的距离；
所述原始水平偏移为所述待测电缆在所述探测器上的投影和所述探测器中线的距离；
所述位置信息包括垂向距离和水平偏移；
所述垂向距离为所述待测电缆和所述探测器中线所在水平面的距离；
所述水平偏移为所述待测电缆在所述探测器中线所在水平面的投影和所述探测器中线的距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息的步骤包括：
基于所述横摇倾角，计算所述原始水平偏移和所述原始垂向距离在垂直面的投影，即得所述垂向距离。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述横摇倾角校正所述原始位置信息即可得到所述位置信息的步骤包括：
基于所述横摇倾角，计算所述原始水平偏移在水平面的第一投影，以及所述原始垂向距离在水平面的第二投影；
所述第一投影与所述第二投影之差，即为所述水平偏移。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述横摇倾角、所述高度信息和所述原始位置信息，得到所述埋深的步骤包括：
基于所述原始垂向距离和所述高度信息的差值，得到原始埋深；
基于所述横摇倾角，计算原始埋深和原始水平偏移在垂直面的投影，得到所述埋深。
8.一种探测海底电缆的装置，其特征在于，包括：
探测器，所述探测器包括第一线圈阵列、第二线圈阵列和水平连杆，所述第一线圈阵列和所述第二线圈阵列对称设置在水平连杆上；
横摇倾角传感器，用于检测所述探测器的横摇倾角；
高度计，设置于所述水平连杆的中间且垂直所述探测器；
移动组件，用于移动所述探测器；
处理器，连接所述探测器、横摇倾角传感器、所述高度计和所述移动组件；所述处理器执行权利要求1～7任一项所述的方法。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述横摇倾角传感器为陀螺仪。
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