ES2897430T3 - Método y sistema para el procesamiento y análisis remoto de datos de inspección de activos industriales - Google Patents

Método y sistema para el procesamiento y análisis remoto de datos de inspección de activos industriales Download PDF

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Ashraf Osama El-Messidi
Nasr Eldine Alkadi
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Abstract

Un dispositivo (104) de procesamiento remoto para procesar datos de inspección recogidos por uno o más aparatos (102) de inspección, configurado dicho dispositivo (104) de procesamiento remoto para ubicarse remotamente del uno o más aparatos (102) de inspección durante la recogida de los datos de inspección, comprendiendo dicho dispositivo (104) de procesamiento remoto: una unidad (208) de comunicación configurada para transmitir datos al uno o más aparatos (102) de inspección y para recibir datos del único o más aparatos (102) de inspección; y un dispositivo (214) informático a bordo acoplado a dicha unidad (208) de comunicación, comprendiendo dicho dispositivo (214) informático a bordo al menos un procesador (216) y un dispositivo (218) de memoria acoplado a dicho al menos un procesador (216), caracterizado por dicho al menos un procesador (216) configurado para: recibir, del uno o más aparatos (102) de inspección, datos de imagen sin procesar geoetiquetados a través de un primer canal (111) de comunicación y datos de concentración de fluido geoetiquetados a través de un segundo canal (112) de comunicación; procesar los datos de imagen sin procesar geoetiquetados en uno o más archivos de imágenes; recuperar datos históricos de concentración de fluido de una fuente (108) de datos remota; generar un mapa de datos de fluidos al superponer una primera capa de los datos de concentración de fluido geoetiquetados y una o más segundas capas que incluyan los datos históricos de concentración de fluido sobre el uno o más archivos de imágenes; y transmitir el mapa de datos de fluidos a uno o más dispositivos informáticos remotos.

Description

DESCRIPCIÓN
Método y sistema para el procesamiento y análisis remoto de datos de inspección de activos industriales
Antecedentes
El campo de la descripción se refiere generalmente a un dispositivo de procesamiento remoto para usar con aparatos de inspección y, más particularmente, a un dispositivo de procesamiento remoto y un método para inspeccionar activos industriales con aparatos de inspección.
CN 105 203 264 A describe un método de monitorización de fugas de gas para controlar una pluralidad de dispositivos de monitorización de fugas de gas para desplazarse a diferentes posiciones de una región de fuga de gas.
WO 2016/103067 A1 describe un dispositivo robótico para generar un mapa de un jardín.
Los aparatos de inspección incluyen vehículos terrestres, aéreos y acuáticos que pueden ser autónomos, semiautónomos o pilotados. Tales aparatos de inspección incluyen, frecuentemente, sistemas de navegación a bordo, tales como sistemas de navegación inercial y sistemas de navegación por satélite. Ciertos aparatos de inspección conocidos incluyen además uno o más sensores para capturar datos que correspondan al entorno en el que funcionen los aparatos de inspección. Por ejemplo, algunos aparatos de inspección conocidos inspeccionan activos industriales, tales como equipos de procesamiento de petróleo y gas, mediante la captura de datos sensoriales relevantes para el estado de funcionamiento de los equipos. Al menos algunos aparatos de inspección conocidos realizan el procesamiento a bordo de los datos recogidos antes de la transmisión a otro dispositivo informático. Tal procesamiento a bordo afecta negativamente al tiempo disponible de misión para el aparato de inspección, al consumir energía para realizar el procesamiento y al añadir peso al aparato de inspección para hardware especializado de procesamiento. En consecuencia, los operadores se ven obligados frecuentemente a elegir entre datos incompletos con respecto al activo industrial que se inspecciona o el proceso prolongado, costoso e ineficiente de realizar múltiples pases de inspección del equipo industrial.
Breve descripción
La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Dibujos
Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor cuando se lea la siguiente descripción detallada en referencia a los dibujos adjuntos, donde los caracteres similares representan partes similares en todos los dibujos, en donde:
Fig. 1 es una vista esquemática de un sistema de inspección de activos ilustrativo que incluye un dispositivo de procesamiento remoto;
Fig. 2 es una vista esquemática ilustrativa de un dispositivo de procesamiento remoto para usar en el sistema de inspección de activos de la Fig. 1;
Fig. 3 es una vista esquemática de un dispositivo informático móvil para usar en el sistema de inspección de activos de la Fig. 1 que visualiza un mapa de datos de fluidos como lo genera el dispositivo de procesamiento remoto de la Fig. 2; y
Fig. 4 es un diagrama de flujo de un método ilustrativo para procesar datos de inspección mediante el uso del dispositivo de procesamiento remoto de la Fig. 2.
A menos que se indique lo contrario, las figuras proporcionadas en la presente descripción pretenden ilustrar características de las realizaciones de esta descripción. Se cree que estas características son aplicables en una amplia variedad de sistemas que comprenden una o más realizaciones de esta descripción. Como tal, las figuras no pretenden incluir todas las características convencionales conocidas por los expertos en la técnica que deben requerirse para la práctica de las realizaciones descritas en la presente descripción.
Descripción detallada
En la siguiente memoria descriptiva y en las reivindicaciones, se hará referencia a varios términos, que se definirán con los siguientes significados.
Las formas singulares “un” , “ una” y “el/la” incluyen las referencias en plural, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
“ Opcional” u “opcionalmente” quiere decir que el evento o circunstancia descrito posteriormente puede ocurrir o no, y que la descripción incluye casos donde ocurre el evento y casos donde no.
El lenguaje de aproximación, como se usa en la presente descripción a lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones, puede aplicarse para modificar cualquier representación cuantitativa que pudiera variar de manera permisible sin resultar en un cambio en la función básica con la que se relaciona. En consecuencia, un valor modificado por uno o más términos, tales como “de alrededor de” , “ aproximadamente” y “sustancialmente” , no deben limitarse al valor preciso especificado. En al menos algunos casos, el lenguaje de aproximación puede corresponder a la precisión de un instrumento para medir el valor. Aquí y a lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones, las limitaciones de intervalo pueden combinarse y/o intercambiarse, dichos intervalos se identifican e incluyen todos los subintervalos contenidos en estos, a menos que el contexto o el lenguaje indiquen otra cosa.
Como se usan en la presente descripción, los términos “procesador” y “ordenador” , y términos relacionados, p. ej., “dispositivo de procesamiento” , “dispositivo informático” , “dispositivo informático a bordo” , “dispositivo informático remoto” y “controlador” , no se limitan solo a aquellos circuitos integrados denominados en la técnica como ordenador, sino que se refieren, en el sentido amplio, a un microcontrolador, a un microordenador, a un programmable logic controller (controlador lógico programable - PLC), a un circuito integrado específico para una aplicación y a otros circuitos programables, y estos términos se usan indistintamente en la presente descripción. En las realizaciones descritas en la presente descripción, la memoria puede incluir, pero sin limitación, un medio legible por ordenador, tal como una random access memory (memoria de acceso aleatorio - RAM), y un medio no volátil legible por ordenador, tal como una memoria externa. Como alternativa, puede usarse, además, un compact disc -read only memory (disco compacto de memoria de solo lectura - CD-ROM), un magneto-optical disk (disco magnético óptico - MOD) y/o un digital versatile disc (disco versátil digital - DVD). Además, en las realizaciones descritas en la presente descripción, los canales de entrada adicionales pueden ser, pero sin limitación, periféricos de ordenador asociados con una interfaz de operador, tal como un ratón y un teclado. Como alternativa, también pueden usarse otros periféricos de ordenador que pueden incluir, por ejemplo, pero sin limitación, un escáner. Además, en la realización ilustrativa, los canales de salida adicionales pueden incluir, pero sin limitación, un monitor de interfaz del operador.
Además, como se usan en la presente descripción, los términos “ software” y “ firmware” son intercambiables e incluyen cualquier programa informático almacenado en memoria para su ejecución por ordenadores personales, estaciones de trabajo, clientes y servidores.
Como se usa en la presente descripción, el término “ medios legibles por ordenador no transitorios” pretende ser representativo de cualquier dispositivo basado en ordenador tangible implementado en cualquier método o tecnología para el almacenamiento a corto plazo y largo plazo de información, tales como instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, módulos y submódulos de programas, u otros datos en cualquier dispositivo. Por lo tanto, los métodos descritos en la presente descripción pueden codificarse como instrucciones ejecutables incorporadas en un medio legible por ordenador tangible, no transitorio, que incluye, sin limitación, un dispositivo de almacenamiento y un dispositivo de memoria. Dichas instrucciones, cuando son ejecutadas por un procesador, hacen que el procesador realice al menos una porción de los métodos descritos en la presente descripción. Además, como se usa en la presente descripción, el término “ medios legibles por ordenador no transitorios” incluye todos los medios tangibles legibles por ordenador, que incluyen, sin limitación, dispositivos de almacenamiento por ordenador no transitorios, que incluyen, sin limitación, medios volátiles y no volátiles, y medios extraíbles y no extraíbles, tales como un firmware, almacenamiento físico y virtual, CD-ROM, DVD y cualquier otra fuente digital, tal como una red o Internet, así como medios digitales aún no desarrollados, con la única excepción de que es una señal de propagación transitoria.
Como se usa en la presente descripción, el término “computación en la nube” y términos relacionados, p. ej., “dispositivos informáticos en la nube” y “ plataforma industrial basada en la nube” , se refiere a una arquitectura informática que permite el uso de múltiples dispositivos informáticos heterogéneos para el almacenamiento, la recuperación y el procesamiento de datos. Los dispositivos informáticos heterogéneos pueden usar una red común o una pluralidad de redes, de manera que algunos dispositivos informáticos están en comunicación en red entre sí a través de una red común, pero no todos los dispositivos informáticos. En otras palabras, puede usarse una pluralidad de redes con el fin de facilitar la coordinación y comunicación entre todos los dispositivos informáticos.
Como se usa en la presente descripción, el término “fluido” pretende referirse a cualquier sustancia en un estado líquido, gaseoso o mixto. Los fluidos detectados y analizados mediante sistemas de inspección de activos descritos en la presente descripción son generalmente indicativos de las condiciones de funcionamiento de uno o más activos industriales. En las aplicaciones de petróleo y gas del sistema de inspección de activos descrito, por ejemplo, los fluidos de interés incluyen, sin limitarse a, metano, vapor de agua, dióxido de carbono, amoniaco, sulfuro de hidrógeno, óxido nitroso, compuestos orgánicos volátiles no metano y dióxido de azufre. Sin embargo, el término “fluido” , como se usa en la presente descripción, no pretende limitarse a líquido, gas o mezcla de líquido/gas específicos.
El dispositivo de procesamiento remoto y los métodos asociados descritos en la presente descripción, facilitan la mejor recogida de datos de inspección para activos industriales y, en particular, equipos de petróleo y gas. Más específicamente, el dispositivo de procesamiento remoto y los métodos descritos en la presente descripción facilitan una inspección remota mejorada de los equipos de petróleo y gas con los propósitos de localizar y cuantificar las fugas de fluido que puedan requerir intervención. Para ello, el dispositivo de procesamiento remoto funciona como intermediario entre uno o más aparatos de inspección y otros dispositivos informáticos que incluyen, sin limitarse a, un dispositivo móvil de un operador in situ, un sistema de almacenamiento de datos y una plataforma industrial basada en la nube configurada para realizar análisis avanzados basados en los datos proporcionados por el dispositivo de procesamiento remoto.
Los dispositivos de procesamiento remoto descritos en la presente descripción mejoran la recogida de datos de inspección mediante la reducción del consumo total de energía por parte de los aparatos de inspección. Más específicamente, los dispositivos de procesamiento remoto descritos en la presente descripción se configuran para recibir datos de cada uno del uno o más aparatos de inspección en un formato relativamente sin procesar, y para realizar al menos una parte del procesamiento de datos normalmente tratados por un dispositivo informático a bordo de los aparatos de inspección. Por ejemplo, en lugar de un aparato de inspección que procese datos de imágenes, los dispositivos de procesamiento remoto descritos en la presente descripción se configuran para recibir datos de imágenes sin procesar de cada uno de los aparatos de inspección y para generar archivos de imágenes a partir de los datos de imágenes sin procesar. Al hacerlo, el dispositivo de procesamiento remoto reduce la energía consumida por el aparato de inspección para procesar los datos de imágenes y reduce el peso total del aparato de inspección al eliminar la necesidad de hardware especializado de procesamiento de datos, tal como una unidad de procesamiento de gráficos. La energía ahorrada al procesar datos en el dispositivo de procesamiento remoto permite una mejor recogida de datos debido a misiones de inspección más largas para el aparato de inspección y/o la inclusión de sensores adicionales o más potentes para el uso durante las misiones de inspección.
Los dispositivos de procesamiento remoto descritos en la presente descripción se configuran, además, para combinar los datos recogidos de los aparatos de inspección y recuperados de fuentes externas de datos en visualizaciones de datos para su uso por operadores en el análisis de las condiciones de los equipos. Más específicamente, los dispositivos de procesamiento remoto descritos en la presente descripción facilitan la generación de visualizaciones bidimensionales y tridimensionales de un área geográfica de interés, denominada en la presente descripción “ mapas de datos de fluidos” , que incluyen superposiciones de datos recogidos de sensores, tales como datos de concentración de fluido. Las visualizaciones de los datos recogidos permiten a los operadores localizar con mayor precisión problemas potenciales, tales como fugas de fluido. Las visualizaciones de datos pueden incorporar otros datos que incluyen datos meteorológicos, datos geográficos y datos históricos, para proporcionar a un operador una comprensión más completa de las condiciones operativas.
Fig. 1 es una vista esquemática de un sistema 100 de inspección de activos ilustrativo para inspeccionar activos industriales en una región geográfica 101. En la realización ilustrativa, el sistema 100 de inspección de activos se configura para inspeccionar la región geográfica 101 de equipos de petróleo y gas. El sistema 100 de inspección de activos incluye uno o más aparatos 102 de inspección que, en la realización ilustrativa, son vehículos 102 de inspección. Cada uno de los vehículos 102 de inspección tiene la capacidad de navegación autónoma, semiautónoma y completamente pilotada. Los vehículos 102 de inspección incluyen, sin limitarse a, vehículos aéreos, terrestres, y acuáticos. Los vehículos aéreos incluyen, sin limitarse a, aeronave de ala fija, aeronave de rotor inclinado, helicópteros, aeronaves drones multirotor, tales como cuadricópteros, dirigibles flexibles, dirigibles rígidos u otras aeronaves. Los vehículos de inspección terrestres incluyen, sin limitarse a, vehículos de ruedas, vehículos de arrastre o caminantes, vehículos con orugas y vehículos amortiguados con aire (tales como los hovercrafts). Los vehículos acuáticos incluyen, sin limitación, barcos y otros vehículos de superficie, submarinos y róveres subacuáticos. Cada uno de los vehículos 102 de inspección se acopla de manera comunicativa a un dispositivo 104 de procesamiento remoto, mediante el uso de uno o más estándares de comunicaciones inalámbricas. En la realización ilustrativa, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se acopla además de manera comunicativa al dispositivo 106 informático móvil, a la fuente 108 de datos remota y a la plataforma 110 industrial basada en la nube.
Durante el funcionamiento, cada uno de los vehículos 102 de inspección ejecuta planes de ruta configurados para navegar los vehículos 102 de inspección a puntos de interés en la región geográfica 101 y para recoger datos relacionados con los puntos de interés. Cada uno de los vehículos 102 de inspección incluye además unidades de geoubicación para identificar su posición respectiva. En la realización ilustrativa, cada vehículo 102 de inspección incluye al menos una unidad sensora de formación de imágenes para la captura de datos de imagen sin procesar y al menos una unidad sensora de fluido cuantitativa configurada para la captura de datos de concentración de fluido. En consecuencia, durante la ejecución del plan de ruta, los vehículos 102 de inspección navegan hasta los puntos de interés especificados por los planes de ruta y capturan datos usando la unidad sensora de formación de imágenes y la unidad sensora de fluido. Después, los datos capturados se geoetiquetan con la ubicación actual del vehículo de inspección de captura y se transmiten al dispositivo 104 de procesamiento remoto para el procesamiento adicional. Los datos capturados se transmiten sobre múltiples canales de cada uno de los vehículos 102 de inspección al dispositivo 104 de procesamiento remoto. Por ejemplo, cada uno de los vehículos 102 de inspección transmite datos de imagen sin procesar geoetiquetados al dispositivo 104 de procesamiento remoto a través de un primer canal 111 de comunicación y datos de concentración de fluido geoetiquetados a través de un segundo canal 112 de comunicación.
El dispositivo 104 de procesamiento remoto recibe y procesa datos de cada uno de los aparatos 102 de inspección. Por ejemplo, el dispositivo 104 de procesamiento remoto recibe datos de imagen sin procesar geoetiquetados de vehículos 102 de inspección y convierte los datos de imagen sin procesar geoetiquetados y realiza el procesamiento digital de imagen en los datos de imagen sin procesar geoetiquetados. El procesamiento digital de imagen incluye, sin limitarse a, cambiar el tamaño de la imagen, comprimir la imagen y corregir uno o más de color, balance de blancos, brillo y propiedades similares de la imagen. El procesamiento digital de imágenes incluye, además, si es necesario, convertir los datos de imagen sin procesar a un formato de archivo legible y/o visualizable. El dispositivo 104 de procesamiento remoto combina también los datos del sensor de fluido geoetiquetados con los datos de imagen procesados para generar una representación visual de los datos recogidos por los vehículos 102 de inspección. En determinadas realizaciones, el dispositivo 104 de procesamiento remoto analiza los datos de fluido geoetiquetados recibidos de vehículos 102 de inspección y determina si los datos de fluido geoetiquetados cumplen los criterios predeterminados para una inspección adicional. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, el dispositivo 104 de procesamiento remoto determina si los niveles de concentración del fluido indicados por los datos de concentración de fluido geoetiquetados recibidos exceden un umbral predeterminado de concentración de fluido. De ser así, el dispositivo 104 de procesamiento remoto genera un nuevo plan de ruta o modifica un plan de ruta existente para hacer que uno o más vehículos 102 de inspección vuelvan a inspeccionar la ubicación asociada con la lectura de alta concentración de fluido.
El dispositivo 104 de procesamiento remoto se acopla de manera comunicativa, a través de una o más redes, a otros dispositivos informáticos que incluyen el dispositivo 106 informático móvil, la fuente 108 de datos remota y la plataforma 110 industrial basada en la nube. El dispositivo 106 informático móvil incluye, sin limitarse a, un ordenador portátil, un smartphone, una tableta o un dispositivo portátil similar. Durante el funcionamiento, un operador usa el dispositivo 106 informático móvil para ver y analizar los datos proporcionados por los vehículos 102 de inspección y para emitir comandos a los vehículos 102 de inspección. Más específicamente, el dispositivo 104 de procesamiento remoto proporciona al dispositivo 106 informático móvil los datos recopilados por vehículos de inspección en un formato que pueda visualizarse en una pantalla (no se muestra) del dispositivo 106 informático móvil. Después, el operador revisa los datos recogidos por los vehículos 102 de inspección y, si es necesario, emite comandos adicionales a los vehículos 102 de inspección que incluyen, sin limitarse a, solicitudes para volver a inspeccionar una pieza del equipo o punto de interés dados, inspeccionar una pieza del equipo o punto de interés diferentes, terminar un plan de ruta actual, y comenzar un plan de ruta diferente.
La fuente 108 de datos remota almacena datos complementarios accesibles por el dispositivo 104 de procesamiento remoto con el fin de complementar los datos de imagen y de fluido geoetiquetados recogidos por los vehículos 102 de inspección. La fuente 108 de datos remota incluye generalmente uno o más dispositivos de almacenamiento que contienen una o más bases de datos. Ejemplos de datos almacenados en la fuente 108 de datos remota incluyen, sin limitarse a, datos geográficos, datos meteorológicos, datos de fluido recogidos previamente y datos de referencia generales (p. ej., propiedades y características del fluido). Al combinar los datos complementarios con los datos de fluido e imagen geoetiquetados capturados por vehículos 102 de inspección, el dispositivo 104 de procesamiento remoto genera una visualización de datos con una sofisticación mejorada, una precisión mejorada y una utilidad mejorada en comparación con las visualizaciones de datos basadas solamente en los datos de imagen de fluido geoetiquetados. En la presente invención, el dispositivo 104 de procesamiento remoto recupera datos complementarios de la fuente 108 de datos remota y genera una visualización de datos que incluye una primera capa correspondiente a datos de fluido recogidos recientemente y una o más segundas capas que incluyen datos históricos de fluido capturados a lo largo del tiempo, con cada capa superpuesta sobre una imagen de la región geográfica 101. Después, la visualización de datos se transmite al dispositivo 106 informático móvil, donde un usuario puede animar las capas o, de cualquier otra manera, activar o desactivar determinadas capas de la visualización de datos para analizar los cambios en los datos de fluido a lo largo del tiempo. Los datos complementarios de la fuente 108 de datos remota pueden usarse también para identificar con precisión la ubicación de fugas de fluido. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, la fuente 108 de datos remota incluye datos meteorológicos, tales como patrones de viento, que pueden usarse para rastrear fugas de fluido hasta un punto de origen. En aún otro ejemplo, los datos complementarios de la fuente 108 de datos remota incluyen datos históricos de concentración de fluido tomados durante un período de tiempo y que se usan para calcular las tasas de fuga de fluido y la fuga total de fluido de una fuente dada durante el período de tiempo.
El dispositivo 104 de procesamiento remoto también se acopla de manera comunicativa a la plataforma 110 industrial basada en la nube. La plataforma 110 industrial basada en la nube es, generalmente, un sistema de dispositivos informáticos en red configurados para recoger y analizar datos de los dispositivos informáticos en red. Durante el funcionamiento, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se configura para proporcionar los datos recogidos por los vehículos 102 de inspección a la plataforma 110 industrial basada en la nube, la cual realiza diversos análisis de los datos proporcionados. Los resultados de los análisis realizados por la plataforma 110 industrial basada en la nube se usan después para facilitar la gestión del rendimiento de activos. En determinadas realizaciones, la plataforma 110 industrial basada en la nube realiza análisis que incluyen, sin limitarse a, localización de fugas de fluido, determinación de la tasa de fugas de uno o más activos industriales y las determinaciones de fugas totales de uno o más activos industriales. En determinadas realizaciones, la plataforma 110 industrial basada en la nube se acopla de manera comunicativa, ya sea directa o indirectamente a través de uno o más dispositivos informáticos intermedios, a una o más piezas de equipos industriales y es capaz de comunicarse con y/o controlar una o más piezas de equipos industriales en respuesta a los análisis. Por ejemplo, durante un funcionamiento, la plataforma 110 industrial basada en la nube recibe datos del dispositivo 104 de procesamiento remoto y, en base a un análisis de los datos recibidos, determina que una pieza de un equipo inspeccionado tiene una fuga de fluido que excede un umbral predeterminado de tasa de fuga. En respuesta a tal determinación, la plataforma 110 industrial basada en la nube puede realizar una o más acciones que incluyen, sin limitarse a, generar y transmitir un informe o mensaje similar que identifique la fuga, emitir un comando que modifique uno o más parámetros de control del equipo, activar o modificar el funcionamiento de un equipo adicional asociado con el equipo inspeccionado, apagar el equipo inspeccionado y emitir una alarma o alerta a un sistema de control acoplado de manera comunicativa al equipo.
En determinadas realizaciones, al menos uno del dispositivo 104 de procesamiento remoto y la plataforma 110 industrial basada en la nube usan datos de concentración de fluido recogidos por vehículos 102 de inspección para analizar fugas de un activo industrial. Más específicamente, el dispositivo 104 de procesamiento remoto y/o la plataforma 110 industrial basada en la nube determinan fugas basadas en los datos de concentración de fluido recogidos en una ubicación o área particular a lo largo del tiempo. Las determinaciones de fugas por el dispositivo 104 de procesamiento remoto y/o la plataforma 110 industrial basada en la nube incluyen determinar, sin limitarse a, uno o más de una ubicación de fuga, una tasa de fuga, un cambio en la tasa de fuga, y una fuga total durante un período de tiempo. La tasa de fuga y la fuga total pueden determinarse basadas ya sea en una base másica o una volumétrica. Por ejemplo, en realizaciones en las que se calcula una tasa de fuga, la tasa de fuga puede expresarse ya sea en una tasa de flujo volumétrico, tal como pies cúbicos por hora estándar, o una tasa de flujo másico, tal como libras por hora.
En determinadas realizaciones, las determinaciones de fugas, que incluyen, sin limitarse a, determinar uno o más de datos de fuga totales, de tasa de fugas o de ubicación de fuga a partir de los datos de concentración de fluido, incluye la aplicación de una o más técnicas y métodos numéricos o analíticos. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, los datos de fuga se derivan al correlacionar los datos de concentración de fluido y los datos del flujo de concentración de fluido, tales como los datos correspondientes a los cambios de los datos de concentración de fluido a lo largo del tiempo y/o la ubicación. En determinadas realizaciones, los datos de fuga se determinan, al menos en parte, mediante el uso de una o más técnicas de modelado que incluyen, sin limitarse a, modelado por dispersión gaussiana y técnicas de modelado atmosférico similares. En aún otras realizaciones, determinar los datos de fuga incluye resolver un problema inverso para uno o más parámetros desconocidos que incluyen, sin limitarse a, uno o más de una tasa de fugas y una ubicación de fugas. Por ejemplo, en una realización tal, resolver el problema inverso incluye caracterizar el problema inverso como un problema de optimización en el cual se minimiza el error entre las mediciones reales de concentración de fluido y las predicciones del modelo. Las técnicas de optimización incluyen, sin limitarse a, optimización de mínimos cuadrados, optimización voraz y optimización bayesiana. En determinadas realizaciones, las determinaciones de fuga se basan, al menos en parte, partiendo de datos y/o resultados analíticos obtenidos de fuentes externas que incluyen, sin limitarse a, fuente 108 de datos remota y plataforma 110 basada en la nube.
Fig. 2 es una vista esquemática del dispositivo 104 de procesamiento remoto del sistema 100 de inspección de activos (mostrado en la Fig. 1). El dispositivo 104 de procesamiento remoto incluye una unidad 208 de comunicación, un dispositivo 214 informático a bordo y una fuente 222 de alimentación. La unidad 208 de comunicación incluye además un transmisor 210, una interfaz 212 de red y un receptor 224. El dispositivo 214 informático a bordo incluye, además, al menos un procesador 216 y cada uno de un dispositivo 218 de memoria, graphics processing unit (unidad de procesamiento de gráficos - GPU) 217 y dispositivo 220 de almacenamiento acoplados al procesador 216.
El procesador 216 incluye uno o más de un microcontrolador, reduced instruction set circuits (circuitos de conjunto de instrucciones reducidas - RISC), application-specific integrated circuits (circuitos integrados para una aplicación específica - ASIC), un circuito lógico y/o cualquier otro circuito o procesador que sea capaz de ejecutar las funciones descritas en la presente descripción. El procesador 216 incluye una o más unidades de procesamiento (no se muestran), tales como, sin limitarse a, un integrated circuit (circuito integrado - IC), un application specific integrated circuit (circuito integrado para una aplicación específica - ASIC), un microordenador, un programmable logic controller (controlador lógico programable - PLC) y/o cualquier otro circuito programable. El procesador 216 puede incluir múltiples unidades de procesamiento (p. ej., en una configuración de múltiples núcleos). El procesador 216 ejecuta instrucciones que realizan las funciones descritas en la presente descripción. Los ejemplos anteriores son solamente ilustrativos y, por lo tanto, no pretenden limitar de ninguna manera la definición y/o el significado del término “procesador.”
El dispositivo 218 de memoria y el dispositivo 220 de almacenamiento se configuran para almacenar datos para su uso por el procesador 216. El dispositivo 218 de memoria almacena instrucciones ejecutables ejecutables por el procesador 216 para realizar las funciones descritas en la presente descripción e incluye generalmente sin limitarse a, read-only memory (memoria de solo lectura - ROM), random access memory (memoria de acceso aleatorio -RAM), non-volatile RAM (RAM no volátil - NVRAM), y cualquier combinación de estas. Por el contrario, el dispositivo 220 de almacenamiento se configura para proporcionar almacenamiento permanente para los datos recogidos por el dispositivo 104 de procesamiento remoto o los datos que de cualquier otra manera requiera el dispositivo 104 de procesamiento remoto. El dispositivo 220 de almacenamiento incluye, sin limitarse a, uno o más de un disco duro interno, un disco de estado sólido, medios ópticos y una unidad flash. En determinadas realizaciones, el dispositivo 218 de memoria y el dispositivo 220 de almacenamiento se incorporan al mismo dispositivo.
La unidad 217 de procesamiento de gráficos es un procesador especializado configurado para recibir datos de imagen sin procesar y para manipular eficazmente los datos de imagen sin procesar para generar uno o más archivos de imagen. Durante el procesamiento de los datos de imagen, la unidad 217 de procesamiento de gráficos realiza una o más operaciones que incluyen, sin limitarse a, suavizado, antialiasing, corrección de color, corrección de brillo y contraste, filtrado, cambio de tamaño, compresión y equilibrio de color o de blanco.
La unidad 208 de comunicación facilita la comunicación hacia y desde el dispositivo 104 de procesamiento remoto. La unidad 208 de comunicación incluye un transmisor 210, una interfaz 212 de red y un receptor 224. En la realización ilustrativa, la unidad 208 de comunicación se configura para comunicarse usando el transmisor 210 y el receptor 224, usando un estándar de comunicación inalámbrica, tal como Bluetooth™ o Z-Wave™, a través de una wireless local area network (red de área local inalámbrica - WLAN) implementada de acuerdo con un estándar IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (es decir, WiFi), y/o a través de una red de telefonía móvil (es decir, celular) (p. ej., Global System for Mobile communications (sistema global para comunicaciones móviles - [GSM], 3G, 4G)) u otra red de datos móviles (p. ej., Worldwide Interoperability for Microwave Access (interoperabilidad mundial para acceso por microondas - [WIMAX])), MAVLink, o una conexión por cable (es decir, uno o más conductores para transmitir señales eléctricas). Por el contrario, la interfaz 212 de red se configura para proporcionar una conexión directa con cable a una red que incluye, sin limitarse a, al menos una red telefónica, una red de cable y cualquier combinación de estas.
La fuente 222 de energía suministra energía a los componentes del dispositivo 104 de procesamiento remoto. La fuente 222 de energía es, por ejemplo, y sin limitarse a, una o más de una batería, una celda solar, una conexión a una red de energía eléctrica, un generador u otra fuente de energía eléctrica. En determinadas realizaciones, la fuente 222 de energía incluye al menos un dispositivo para almacenar energía eléctrica, tal como una batería, un condensador, una celda de combustible y/u otro dispositivo para almacenar energía eléctrica. En determinadas realizaciones, tal como cuando el dispositivo 104 de procesamiento remoto se ubica en un área en la que una conexión a una red de energía eléctrica no esté disponible, dicha energía eléctrica almacenada se usa como la fuente de energía primaria para el dispositivo 104 de procesamiento remoto. En otras realizaciones, la energía eléctrica almacenada sirve como fuente de energía secundaria o de emergencia en caso de que falle una fuente de energía primaria. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, la fuente 222 de energía incluye una conexión a una red de energía eléctrica como fuente de energía primaria y una batería que almacena energía eléctrica como respaldo de emergencia en caso de que falle la conexión a la red de energía eléctrica. En realizaciones alternativas, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se alimenta con combustible líquido y/o sólido. Más específicamente, el dispositivo 104 de procesamiento remoto incluye una fuente 222 de energía que es un tanque de combustible o dispositivo de almacenamiento, e incluye un puerto de reabastecimiento (p. ej., una sonda configurada para recibir combustible de una cesta u otra fuente de combustible).
Durante el funcionamiento, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se comunica con uno o más aparatos de inspección, tales como los aparatos 102 de inspección (mostrados en la Fig. 1), para facilitar la recogida y análisis de datos de inspección. Los aparatos 102 de inspección se configuran para funcionar con el dispositivo 104 de procesamiento remoto e incluyen, generalmente, al menos un sensor de formación de imágenes (no se muestra) para recoger datos de imagen y al menos una unidad sensora de fluido (no se muestra) para recoger datos de concentración de fluido. Cada uno de los aparatos 102 de inspección ejecuta un plan de ruta que incluye instrucciones de ruta que hacen que el vehículo de inspección respectivo navegue hasta un punto de interés especificado en el plan de ruta y capture datos de imagen y datos de concentración de fluido mediante el uso del sensor de formación de imágenes y la unidad sensora de fluido, respectivamente. Los aparatos 102 de inspección geoetiquetan cada uno de los datos de imagen capturada y los datos de concentración de fluido capturados, y transmiten los datos de imagen geoetiquetados y los datos de concentración de fluido geoetiquetados al dispositivo 104 de procesamiento remoto. En la realización ilustrativa del sistema 100 de inspección de activos del vehículo de inspección, cada uno de los aparatos 102 de inspección incluye al menos un primer transmisor y un segundo transmisor. El primer transmisor se configura para transmitir datos de imagen geoetiquetados a través de un primer canal de comunicación y el segundo transmisor se configura para transmitir los datos del sensor de fluido geoetiquetados a través de un segundo canal de comunicación.
En la realización ilustrativa, la unidad 208 de comunicación incluye el receptor 224 para recibir datos de imagen sin procesar geoetiquetados y datos de concentración de fluido geoetiquetados desde los aparatos 102 de inspección. En la realización ilustrativa, el receptor 224 es un receptor multicanal capaz de recibir tanto los datos de imagen geoetiquetados a través del primer canal de comunicación como los datos del sensor de fluido geoetiquetados a través el segundo canal de comunicación. En otras realizaciones, la unidad 208 de comunicación incluye múltiples receptores, cada receptor configurado para recibir datos de los aparatos 102 de inspección a través de un canal respectivo. Después de que el dispositivo 104 de procesamiento remoto reciba los datos de imagen sin procesar geoetiquetados desde los aparatos 102 de inspección, el dispositivo 104 de procesamiento remoto procesa los datos de imagen sin procesar geoetiquetados usando la GPU 217 para generar uno o más archivos de imágenes.
El dispositivo 104 de procesamiento remoto y más específicamente el procesador 216, combina el uno o más archivos de imágenes y los datos de concentración de fluido geoetiquetados en un mapa de datos de fluidos. Después, el mapa de datos de fluidos se transmite a través de la unidad 208 de comunicación al dispositivo 106 informático móvil. El término “ mapa de datos de fluidos” se usa en la presente descripción para indicar un objeto de datos que combina los datos de imagen y los datos de concentración de fluido con fines de visualización y análisis. En la realización ilustrativa, el mapa de datos de fluidos se configura para visualizarse en un dispositivo informático remoto, tal como el dispositivo 106 informático móvil (mostrado en la Fig. 1). Más específicamente, el dispositivo 106 informático móvil (o un dispositivo informático remoto similar) incluye una pantalla (no se muestra) y un procesador (no se muestra) configurados para presentar mapas de datos de fluidos recibidos por el dispositivo 106 informático móvil desde el dispositivo 104 de procesamiento remoto. Por ejemplo, el dispositivo 106 informático móvil incluye una o más aplicaciones configuradas para visualizar mapas de datos de fluidos y para facilitar la navegación, manipulación y análisis de mapas de datos de fluidos por un usuario del dispositivo 106 informático móvil. Los mapas de datos de fluidos pueden incluir una o más capas de datos de fluido e imagen que pueden visualizarse selectivamente en el dispositivo 106 de computación móvil.
En realizaciones alternativas, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se configura además para recibir datos adicionales desde los aparatos 102 de inspección y para incorporar los datos adicionales en los mapas de datos de fluidos. Por ejemplo, en una realización, los aparatos 102 de inspección se equipan con unidades sensoras de fluido cualitativas configuradas para capturar datos de fluido cualitativos. Los aparatos 102 de inspección geoetiquetan los datos de fluido cualitativos y transmiten los datos de fluido cualitativos geoetiquetados al dispositivo 104 de procesamiento remoto, que incorpora los datos de fluido cualitativos geoetiquetados en un mapa de datos de fluidos mediante el uso del procesador 216. El término “datos de fluido cualitativos” se usa en la presente descripción para indicar datos de fluido relacionados con la presencia de un fluido. Por ejemplo, en una realización, las unidades sensoras de fluido cualitativas de los aparatos 102 de inspección son dispositivos de formación de imágenes configurados para capturar imágenes que representen el tamaño y la forma de una pluma de fluido que emana de una pieza del equipo. Dichos datos son particularmente útiles para caracterizar las plumas de fluidos que, de cualquier otra manera, son invisibles a simple vista y/o para dispositivos de formación de imágenes configurados para capturar luz en el espectro visible. Las unidades sensoras de fluido cualitativas incluyen unidades de sensores de infrarrojo (IR) configuradas para capturar datos de imagen IR. Los datos de imagen IR diferencian entre las características IR de una pluma de fluido y el aire ambiental circundante, facilitando, de este modo, la identificación del tamaño y la forma general de la pluma de fluido, incluso cuando la pluma de fluido sea de cualquier otra forma invisible a simple vista o para los sensores convencionales de formación de imágenes. En otras realizaciones, las unidades sensoras de fluido cualitativas incluyen al menos uno de un sensor de infrarrojo medio y uno cercano.
En una segunda realización, los aparatos 102 de inspección se equipan con unidades de escaneo tridimensional configuradas para capturar datos de puntos tridimensionales. Las unidades de escaneo tridimensional, las cuales en la realización ilustrativa son light distancing and ranging (unidades de distancia y rango de luz - LIDAR), incluyen generalmente al menos una unidad láser configurada para emitir un láser, una o más unidades de detección configuradas para detectar los reflejos del láser, y circuitos internos configurados para calcular un tiempo de desplazamiento del láser y una distancia correspondiente al objeto desde el cual se refleja el láser. Tales mediciones de distancia pueden usarse después para construir una nube de puntos correspondiente al área escaneada por la unidad de escaneo tridimensional. En consecuencia, en determinadas realizaciones, los aparatos 102 de inspección capturan datos de puntos tridimensionales mediante el uso de unidades de escaneo tridimensional, geoetiquetan los datos de puntos tridimensionales y transmiten los datos de puntos tridimensionales geoetiquetados al dispositivo 104 de procesamiento remoto, que incorpora los datos de puntos tridimensionales geoetiquetados en un mapa de datos de fluidos mediante el uso del procesador 216. En tales realizaciones, el mapa de datos de fluidos incluye un mapa tridimensional en el cual los datos de concentración de fluido geoetiquetados y uno o más archivos de imágenes se superponen en un modelo tridimensional construido a partir de los datos de puntos tridimensionales.
En determinadas realizaciones, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se configura además para recibir datos complementarios desde fuentes externas de datos, tales como la fuente 108 de datos remota y la plataforma 110 industrial basada en la nube (mostrado en la Fig. 1). Los datos complementarios incluyen, sin limitarse a, uno o más de datos meteorológicos, datos geográficos, datos de fluido históricos, datos de imagen históricos e información de referencia, tal como propiedades del fluido. En consecuencia, el dispositivo 104 de procesamiento remoto y, más específicamente, el procesador 216, se configura para generar una o más solicitudes de datos complementarios y para transmitir las solicitudes a la fuente 108 de datos remota y/o a la plataforma 110 industrial basada en la nube. En respuesta, la fuente 108 de datos remota y la plataforma 110 industrial basada en la nube ejecutan la solicitud y transmiten los datos complementarios correspondientes al dispositivo 104 de procesamiento remoto. Al recibir los datos complementarios, el procesador 216 usa los datos complementarios que incluyen, sin limitarse a, incorporar los datos complementarios en un mapa de datos de fluidos y construir un mapa de datos de fluidos basado, al menos en parte, en los datos complementarios.
En determinadas realizaciones, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se configura para analizar los datos de concentración de fluido geoetiquetados recibidos de los aparatos 102 de inspección (mostrado en la Fig. 1). Más específicamente, el procesador 216 se configura para analizar los datos de concentración de fluido geoetiquetados desde los aparatos 102 de inspección y para determinar si una parte de los datos de concentración de fluido geoetiquetados indica una medición de concentración de fluido que exceda un umbral de concentración predeterminado. En determinadas realizaciones, el procesador 216 se configura para determinar si una parte de los datos de concentración de fluido geoetiquetados indica una o más de una fuga total o una tasa de fuga que exceda un umbral de fugas predeterminado. En respuesta a tal determinación, el procesador 216 genera un plan de ruta configurado para hacer que uno o más de los aparatos 102 de inspección naveguen a una ubicación geográfica que corresponda a la parte de los datos geoetiquetados, para capturar datos de concentración de fluido adicionales en la ubicación geográfica, para geoetiquetar los datos de concentración de fluido adicionales y para transmitir los datos de concentración de fluido adicionales geoetiquetados al dispositivo 104 de procesamiento remoto. En determinadas realizaciones, las instrucciones de ruta se configuran además para hacer que uno o más de los aparatos 102 de inspección capturen datos adicionales en la ubicación geográfica, que incluyen, sin limitarse a, datos de imagen adicionales. El dispositivo 104 de procesamiento remoto transmite después el plan de ruta a uno o más de los aparatos 102 de inspección para facilitar la ejecución del plan de ruta por el uno o más de los aparatos 102 de inspección.
En la realización ilustrativa del sistema 100 de inspección de activos (mostrado en la Fig. 1), el dispositivo 104 de procesamiento remoto se acopla de manera comunicativa a través de la unidad 208 de comunicación a un dispositivo 106 informático móvil (mostrado en la Fig. 1). El dispositivo 106 informático móvil incluye, sin limitarse a, un ordenador portátil, un smartphone, una tableta y dispositivos informáticos portátiles similares. Durante el funcionamiento, el dispositivo 104 de procesamiento remoto proporciona el mapa de datos de fluidos al dispositivo 106 informático móvil para visualizarlo mediante el dispositivo informático 106 a un operador. En consecuencia, el operador puede revisar el mapa de datos de fluidos e identificar cualquier problema potencial de funcionamiento. En determinadas realizaciones, el dispositivo 106 informático móvil permite a un operador seleccionar uno o más puntos de interés a partir del mapa de datos de fluidos y transmite los puntos de interés al dispositivo 104 de procesamiento remoto. En respuesta a la recepción de un punto de interés desde el dispositivo 106 informático móvil, el procesador 216 genera un plan de ruta configurado para hacer que uno o más de los aparatos 102 de inspección naveguen hasta el punto de interés, para capturar datos de concentración de fluido adicionales en la ubicación geográfica, para geoetiquetar los datos de concentración de fluido adicionales y para transmitir los datos de concentración de fluido adicionales geoetiquetados al dispositivo 104 de procesamiento remoto. En determinadas realizaciones, el dispositivo 104 de procesamiento remoto y el dispositivo 106 informático móvil intercambian mensajes de confirmación antes de que se genere y transmita el plan de ruta a uno o más de los aparatos 102 de inspección. Más específicamente, tras recibir un punto de interés desde el dispositivo 106 informático móvil, el dispositivo 104 de procesamiento remoto genera un mensaje de confirmación y transmite el mensaje de confirmación al dispositivo informático móvil, de manera que el dispositivo 106 informático móvil solicite a un usuario que confirme el nuevo plan de ruta. Tras recibir la confirmación, el procesador 216 procede a generar el plan de ruta y transmitir el plan de ruta a uno o más de los aparatos 102 de inspección.
En la realización ilustrativa del sistema 100 de inspección de activos (mostrado en la Fig. 1), el dispositivo 104 de procesamiento remoto se acopla, además, de manera comunicativa a través de la unidad 208 de comunicación a una plataforma 110 industrial basada en la nube (mostrado en la Fig. 1). Durante el funcionamiento, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se configura para recibir instrucciones desde la plataforma 110 industrial basada en la nube. La plataforma 110 industrial basada en la nube es, generalmente, un sistema de dispositivos informáticos en red configurado para recoger y analizar datos desde, y para comunicar instrucciones a, los dispositivos informáticos en red. En consecuencia, en determinadas realizaciones, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se configura para recibir instrucciones desde la plataforma 110 industrial basada en la nube que incluye uno o más puntos de interés para los cuales la plataforma 110 industrial basada en la nube requiere datos adicionales. En respuesta a recibir un punto de interés desde la plataforma 110 industrial basada en la nube, el procesador 216 genera un plan de ruta configurado para hacer que uno o más de los aparatos 102 de inspección naveguen hasta el punto de interés, para capturar datos de concentración de fluido adicionales en la ubicación geográfica, para geoetiquetar los datos de concentración de fluido adicionales y para transmitir los datos de concentración de fluido adicionales geoetiquetados al dispositivo 104 de procesamiento remoto.
En la realización ilustrativa del sistema 100 de inspección de activos, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se configura además para transmitir datos para el almacenamiento en una fuente de datos externa, tal como la fuente 108 de datos remota. Los datos transmitidos a la fuente 108 de datos remota incluyen, sin limitarse a, datos según se reciben de los aparatos 102 de inspección (tales como datos de imagen sin procesar geoetiquetados y datos de concentración de fluido geoetiquetados) y datos generados o, de cualquier otra manera, procesados por el dispositivo 104 de procesamiento remoto, que incluyen uno o más archivos de imágenes derivados de los datos de imagen sin procesar geoetiquetados y mapas de datos de fluidos. En consecuencia, los datos adquiridos por el dispositivo 104 de procesamiento remoto desde los aparatos 102 de inspección, se añaden a los datos complementarios disponibles de la fuente 108 de datos remota para la generación posterior de mapas de datos de fluidos.
En determinadas realizaciones, los aparatos 102 de inspección incluyen uno o más dispositivos de cámara de vídeo. En consecuencia, en tales realizaciones, el dispositivo 104 de procesamiento remoto se configura para recibir una transmisión de vídeo desde uno o más de los vehículos de inspección a través de la unidad 208 de comunicación y procesar la transmisión de vídeo usando la unidad 217 de procesamiento de gráficos. Después, la transmisión de vídeo, al menos una de ellas, se graba (tal como al generar un archivo de vídeo y guardar el archivo de vídeo en uno de la fuente 108 de datos remota y el dispositivo 220 de almacenamiento) y se transmite a uno o más de los dispositivos 106 informáticos móviles y a la plataforma 110 industrial basada en la nube.
Fig. 3 es una vista esquemática de un dispositivo informático móvil, tal como el dispositivo 106 informático móvil, que visualiza un mapa de datos de fluidos generado por un dispositivo de procesamiento remoto, tal como el dispositivo 104 de procesamiento remoto. El dispositivo 106 informático móvil incluye generalmente un procesador (no se muestra) acoplado a un dispositivo de memoria (no se muestra), una unidad de comunicación (no se muestra), una pantalla 302 y uno o más dispositivos de entrada, tales como la pantalla táctil 304. Durante el funcionamiento, el procesador ejecuta una o más aplicaciones almacenadas en el dispositivo de memoria configurado para recibir mapas de datos de fluidos desde el dispositivo 104 de procesamiento remoto y para mostrar los mapas de datos de fluidos mediante el uso de una pantalla 302.
En la realización representada en la Fig. 3, la pantalla 302 representa un mapa 306 de datos de fluidos. Como se describió anteriormente en el contexto de la Fig. 2, los mapas de datos de fluidos generados por el dispositivo 104 de procesamiento remoto incluyen generalmente, uno o más archivos de imágenes derivados de datos de imagen sin procesar geoetiquetados superpuestos con datos de concentración de fluido geoetiquetados. En determinadas realizaciones, los mapas de datos de fluidos incluyen además uno o más de datos de fluido cualitativos geoetiquetados y datos de puntos tridimensionales geoetiquetados. En el mapa 306 de datos de fluidos, por ejemplo, un mapa 308 de calor proporciona una visualización tanto de los datos de concentración de fluido geoetiquetados como de los datos de fluido cualitativos geoetiquetados. Más específicamente, el tamaño y la forma general del mapa 308 de calor se derivan de datos de concentración de fluido geoetiquetados, mientras que los matices variables del mapa 308 de calor corresponden a los datos de fluido cuantitativos geoetiquetados y, más específicamente, a la concentración de fluido en partes por millón representadas por los datos de concentración de fluido geoetiquetados.
Fig. 4 es un diagrama de flujo de un método ilustrativo 400 de procesar datos de inspección ejecutables por un dispositivo 104 de procesamiento remoto (mostrado en las Figs. 1 y 2) de un sistema 100 de inspección de activos (mostrado en la Fig. 1). El método 400 incluye, en la etapa 402, recibir datos de imagen sin procesar geoetiquetados desde uno o más aparatos 102 de inspección (mostrado la Fig. 1) en el dispositivo 104 de procesamiento remoto. Más específicamente, los datos de concentración de fluido geoetiquetados se transmiten mediante uno o más aparatos 102 de inspección a través de un primer canal 111 de comunicación (mostrado en la Fig. 1). En la etapa 404, el dispositivo 104 de procesamiento remoto recibe datos de concentración de fluido geoetiquetados, desde uno o más de los aparatos 102 de inspección a través de un segundo canal 112 de comunicación (mostrado en la Fig. 1).
En la etapa 406 y tras recibir los datos de imagen sin procesar geoetiquetados, el dispositivo 104 de procesamiento remoto procesa los datos de imagen sin procesar geoetiquetados en uno o más archivos de imágenes. En determinadas realizaciones, el procesamiento de los datos de imagen sin procesar geoetiquetados incluye procesar los datos de imagen sin procesar geoetiquetados mediante el uso de una unidad de procesamiento de gráficos, tal como la unidad 217 de procesamiento de gráficos (mostrado en la Fig. 2). El procesamiento de los datos de imagen sin procesar geoetiquetados incluye una o más operaciones de procesamiento digital que incluyen, sin limitarse a, uno o más de suavizado, antialiasing, corrección de color, corrección de brillo y contraste, filtrado, cambio de tamaño, compresión y equilibrio de color o de blanco.
En la etapa 408, el dispositivo 104 de procesamiento remoto genera un mapa de datos de fluidos al superponer los datos de concentración de fluido geoetiquetados sobre el uno o más archivos de imágenes. En determinadas realizaciones, los datos de concentración de fluido geoetiquetados se combinan con el uno o más archivos de imágenes basados en la información de la geoubicación contenida en sus geoetiquetas asociadas.
En determinadas realizaciones, la generación del mapa de datos de fluidos incluye además combinar datos adicionales con los datos de concentración de fluido y los archivos de imágenes. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, los datos adicionales incluyen, sin limitarse a, datos de puntos tridimensionales obtenidos de los aparatos 102 de inspección, datos de fugas calculados por uno o más de los dispositivos de procesamiento remoto y la plataforma 110 basada en la nube (mostrado en la Fig. 1), y uno o más datos meteorológicos, datos geográficos y datos históricos almacenados en una fuente de datos remota, tal como la fuente 108 de datos remota (mostrado en la Fig. 1). En determinadas realizaciones, por ejemplo, el mapa de datos de fluidos es un mapa de datos tridimensional generado, al menos en parte, a partir de datos de puntos tridimensionales recogidos mediante el uso de una unidad de escaneo tridimensional (tal como una unidad LIDAR) de uno o más de los aparatos 102 de inspección.
En la etapa 410, el dispositivo 104 de procesamiento remoto transmite el mapa de datos de fluidos a uno o más dispositivos informáticos remotos. En la realización ilustrativa, el uno o más dispositivos informáticos remotos es un dispositivo informático móvil, tal como el dispositivo 106 informático móvil (mostrado en las Figs. 1 y 3), configurado para visualizar el mapa de datos de fluidos a un usuario del dispositivo 106 informático móvil para facilitar el análisis de los datos subyacentes del mapa de datos de fluidos.
El aparato y el método descritos anteriormente proporcionan un dispositivo de procesamiento remoto para una inspección mejorada de activos industriales mediante el uso de vehículos de inspección. Los dispositivos y métodos de procesamiento remoto descritos en la presente descripción facilitan una inspección mejorada de un activo industrial mediante los vehículos de inspección al realizar al menos una parte del procesamiento de datos en nombre de los vehículos de inspección. En consecuencia, los vehículos de inspección realizan un procesamiento a bordo limitado, lo que facilita la eliminación de los sistemas de procesamiento de datos innecesarios a bordo de los vehículos de inspección o el reemplazo de tales sistemas de procesamiento de datos con sensores adicionales. El procesamiento a bordo limitado y el peso reducido reducen de forma adicional la cantidad de energía consumida por el procesamiento de datos, permitiendo de esta manera misiones de inspección más largas y una mayor cantidad de datos sensoriales recogidos en una misión de inspección dada. Los dispositivos y métodos de procesamiento remoto descritos en la presente descripción proporcionan, además, una inspección mejorada de activos industriales mediante el uso de vehículos de inspección al recoger y difundir eficientemente los datos recogidos por los vehículos de inspección y facilitar el análisis de los datos recogidos.
Un efecto técnico ilustrativo de los aparatos y métodos descritos en la presente descripción incluye al menos uno de: (a) mejorar la recogida de datos al facilitar el reemplazo de equipos de procesamiento de datos en vehículos de inspección a bordo con unidades sensoras adicionales; (b) mejorar el tiempo de inspección de vehículos de inspección al reducir el peso de los vehículos de inspección; (c) mejorar el tiempo de inspección al reducir el consumo de energía requerido para el procesamiento de datos a bordo por los vehículos de inspección; (d) facilitar la modificación eficiente y rápida de planes de ruta de vehículos de inspección al presentar de manera sencilla los datos recogidos a los dispositivos informáticos móviles y a las plataformas industriales basadas en la nube; y (e) facilitar el análisis mejorado de los datos recogidos por los vehículos de inspección al combinar los datos recogidos con los datos complementarios almacenados en fuentes de datos remotas.
Se describen anteriormente en detalle realizaciones ilustrativas de métodos para procesar datos de inspección ejecutables por un dispositivo de procesamiento remoto de un sistema de inspección de activos y dispositivos de procesamiento remoto correspondientes. El método y los sistemas descritos en la presente descripción no se limitan a las realizaciones específicas descritas en la presente descripción, sino que los componentes de los sistemas o etapas de los métodos pueden usarse independientemente y separadamente de otros componentes o etapas descritos en la presente descripción. Por ejemplo, el aparato y los métodos descritos en la presente descripción pueden implementarse en aplicaciones fuera de la industria del petróleo y el gas con el fin de monitorear las condiciones operativas de otras piezas de equipos industriales. De forma adicional, los métodos pueden usarse, además, con otros componentes de dispositivos, y no se limitan a la práctica con solo los componentes según se describe en la presente descripción. Más bien, las realizaciones ilustrativas pueden implementarse y usarse en relación con muchos otros vehículos no tripulados y sistemas de inspección de activos.
Aunque en algunas figuras y no en otras pueden mostrarse características específicas de diversas realizaciones, esto es solo por motivos de comodidad. Según los principios de los sistemas y métodos descritos en la presente descripción, puede hacerse referencia a cualquier característica de un dibujo o reivindicarse en combinación con cualquier característica de cualquier otro dibujo.
Algunas realizaciones implican el uso de uno o más dispositivos electrónicos o informáticos. Dichos dispositivos incluyen, típicamente, un procesador, un dispositivo de procesamiento o controlador, tal como una central processing unit (unidad central de procesamiento - CPU) de propósito general, una graphics processing unit (unidad de procesamiento gráfico - GPU), un microcontrolador, un procesador de reduced instruction set computer (computador con un conjunto de instrucciones reducido - RISC), un application specific integrated circuit (circuito integrado de aplicación específica - ASIC), un programmable logic circuit (circuito lógico programable - PLC), una field programmable gate array (matriz de puertas programables en campo - FPGA), un dispositivo de digital signal processing (procesamiento de señales digitales - DSP) y/o cualquier otro circuito o dispositivo de procesamiento capaz de ejecutar las funciones descritas en la presente descripción. Los métodos descritos en la presente descripción pueden codificarse como instrucciones ejecutables incorporadas en un medio legible por ordenador que incluye, sin limitación, un dispositivo de almacenamiento y/o un dispositivo de memoria. Dichas instrucciones, cuando son ejecutadas por un dispositivo de procesamiento, hacen que el dispositivo de procesamiento realice al menos una porción de los métodos descritos en la presente descripción. Los ejemplos anteriores son ilustrativos solamente y, por lo tanto, no pretenden limitar de ninguna manera la definición y/o el significado del término procesador y dispositivo de procesamiento.
Esta descripción escrita utiliza ejemplos para describir las realizaciones, incluido el mejor modo y también para permitir que cualquier experto en la técnica ponga en práctica las realizaciones, incluidos la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y realizar cualquier método incorporado. El ámbito patentable de la descripción está definido por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que puedan concebir los expertos en la técnica.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Un dispositivo (104) de procesamiento remoto para procesar datos de inspección recogidos por uno o más aparatos (102) de inspección, configurado dicho dispositivo (104) de procesamiento remoto para ubicarse remotamente del uno o más aparatos (102) de inspección durante la recogida de los datos de inspección, comprendiendo dicho dispositivo (104) de procesamiento remoto:
    una unidad (208) de comunicación configurada para transmitir datos al uno o más aparatos (102) de inspección y para recibir datos del único o más aparatos (102) de inspección; y
    un dispositivo (214) informático a bordo acoplado a dicha unidad (208) de comunicación, comprendiendo dicho dispositivo (214) informático a bordo al menos un procesador (216) y un dispositivo (218) de memoria acoplado a dicho al menos un procesador (216), caracterizado por dicho al menos un procesador (216) configurado para:
    recibir, del uno o más aparatos (102) de inspección, datos de imagen sin procesar geoetiquetados a través de un primer canal (111) de comunicación y datos de concentración de fluido geoetiquetados a través de un segundo canal (112) de comunicación;
    procesar los datos de imagen sin procesar geoetiquetados en uno o más archivos de imágenes;
    recuperar datos históricos de concentración de fluido de una fuente (108) de datos remota;
    generar un mapa de datos de fluidos al superponer una primera capa de los datos de concentración de fluido geoetiquetados y una o más segundas capas que incluyan los datos históricos de concentración de fluido sobre el uno o más archivos de imágenes; y transmitir el mapa de datos de fluidos a uno o más dispositivos informáticos remotos.
    El dispositivo de procesamiento remoto según la reivindicación 1, en donde dicho al menos un procesador (216) se configura además para recibir, del uno o más aparatos (102) de inspección, datos de fluido cualitativos geoetiquetados a través del segundo canal (112) de comunicación, y generar el mapa de datos de fluidos al superponer los datos de fluido cualitativos geoetiquetados sobre el uno o más archivos de imágenes.
    El dispositivo de procesamiento remoto según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho al menos un procesador (216) se configura además para:
    determinar que al menos una de una parte de los datos de concentración de fluido geoetiquetados recibidos exceda un umbral predeterminado de concentración de fluido y una fuga correspondiente a la parte de los datos de concentración de fluido geoetiquetados recibidos exceda un umbral predeterminado de fuga;
    generar un plan de ruta que incluya una o más instrucciones de ruta ejecutables por un aparato de inspección del uno o más aparatos (102) de inspección, configuradas las instrucciones de ruta para, cuando se ejecuten por el aparato de inspección del uno o más aparatos de inspección:
    navegar el aparato de inspección hasta una ubicación correspondiente a la parte de los datos de concentración de fluido geoetiquetados;
    capturar, mediante el uso del aparato de inspección, al menos uno de los datos de concentración de fluido geoetiquetados adicionales y los datos de imagen sin procesar geoetiquetados adicionales; y
    transmitir, desde el aparato de inspección, el al menos uno de los datos de concentración de fluido geoetiquetados adicionales y los datos de imagen sin procesar geoetiquetados adicionales a dicho dispositivo de procesamiento remoto; y
    transmitir el plan de ruta al aparato de inspección para facilitar la ejecución del plan de ruta por el aparato de inspección.
    El dispositivo de procesamiento remoto según cualquier reivindicación anterior, en donde dicho al menos un procesador se configura además para:
    transmitir el mapa de datos de fluidos a un dispositivo (106) informático móvil;
    recibir al menos un punto de interés del dispositivo (106) informático móvil;
    generar un plan de ruta que incluya una o más instrucciones de ruta ejecutables por un aparato de inspección del uno o más aparatos (102) de inspección, configuradas las instrucciones de ruta para, cuando se ejecuten por el aparato de inspección del uno o más aparatos de inspección:
    navegar el aparato de inspección hasta el al menos un punto de interés;
    capturar, mediante el uso del aparato de inspección, al menos uno de los datos de concentración de fluido geoetiquetados adicionales y los datos de imagen sin procesar geoetiquetados adicionales; y
    transmitir el al menos uno de los datos de concentración de fluido geoetiquetados adicionales y los datos de imagen sin procesar geoetiquetados adicionales a dicho dispositivo de procesamiento remoto; y
    transmitir las instrucciones de ruta al aparato de inspección para facilitar la ejecución del plan de ruta por el aparato de inspección.
    5. El dispositivo de procesamiento remoto según la reivindicación 4, en donde dicho al menos un procesador (216) se configura además para:
    transmitir una solicitud de confirmación al dispositivo (106) informático móvil; y
    recibir, desde el dispositivo (106) informático móvil, un mensaje de confirmación en respuesta a la solicitud de confirmación, en donde dicho al menos un procesador se configura para generar el plan de ruta en respuesta a la recepción de la confirmación desde el dispositivo informático móvil.
    6. El dispositivo de procesamiento remoto según cualquier reivindicación anterior, en donde dichas instrucciones hacen además al dicho al menos un procesador:
    transmitir al menos uno de los datos de concentración de fluido geoetiquetados, los datos de imagen sin procesar geoetiquetados, el uno o más archivos de imagen, y el mapa de datos de fluidos a una plataforma (110) industrial basada en la nube;
    recibir, desde la plataforma (110) industrial basada en la nube, al menos un punto de interés desde el dispositivo informático móvil;
    generar un plan de ruta que incluya una o más instrucciones de ruta ejecutables por un aparato de inspección del uno o más aparatos de inspección, configuradas las instrucciones de ruta para, cuando se ejecuten por el aparato de inspección del uno o más aparatos de inspección:
    navegar el aparato de inspección hasta el al menos un punto de interés;
    capturar, mediante el uso del aparato de inspección, al menos uno de los datos de concentración de fluido geoetiquetados adicionales y los datos de imagen sin procesar geoetiquetados adicionales; y
    transmitir, desde el aparato de inspección, el al menos uno de los datos de concentración de fluido geoetiquetados adicionales y los datos de imagen sin procesar geoetiquetados adicionales a dicho dispositivo de procesamiento remoto; y
    transmitir las instrucciones de ruta al aparato de inspección para facilitar la ejecución del plan de ruta por el aparato de inspección.
    7. El dispositivo de procesamiento remoto según cualquier reivindicación anterior, en donde dicho al menos un procesador (216) se configura además para recuperar datos complementarios de una fuente de datos remota, en donde generar el mapa de datos de fluidos incluye además superponer los datos complementarios sobre el uno o más archivos de imagen.
    8. El dispositivo de procesamiento remoto según la reivindicación 7, en donde los datos complementarios incluyen uno o más de datos meteorológicos, datos geográficos, y datos de imagen históricos.
    9. El dispositivo de procesamiento remoto según cualquier reivindicación anterior, en donde dicho al menos un procesador (216) se configura además para:
    recibir, desde el uno o más aparatos de inspección, datos de puntos tridimensionales geoetiquetados;
    generar un modelo tridimensional que corresponda a los datos de puntos tridimensionales geoetiquetados; y
    generar el mapa de datos de fluidos al superponer cada uno de los datos de concentración de fluido geoetiquetados y el uno o más archivos de imágenes sobre el modelo tridimensional.
    10. El dispositivo de procesamiento remoto según cualquier reivindicación anterior, en donde dicho al menos un procesador (216) se configura además para:
    recibir una transmisión de vídeo de un aparato de inspección del uno o más aparatos de inspección; y
    reenviar la transmisión de vídeo a uno o más dispositivos informáticos móviles.
    11. El dispositivo de procesamiento remoto según cualquier reivindicación anterior, en donde dicho al menos un procesador se configura además para determinar al menos uno de una ubicación de fuga, una tasa de fuga, y una fuga total basada, al menos en parte, en los datos de concentración de fluido geoetiquetados.
    12. Un método para consolidar y visualizar datos de inspección recogidos por uno o más aparatos (102) de inspección, dicho método ejecutable por un dispositivo (104) de procesamiento remoto, configurado el dispositivo (104) de procesamiento remoto para ubicarse remotamente desde el uno o más aparatos (102) de inspección durante la recogida de los datos de inspección, e incluyendo el dispositivo (104) de procesamiento remoto un dispositivo (214) informático a bordo que incluye al menos un procesador (216) acoplado a un dispositivo (218) de memoria, comprendiendo dicho método:
    recibir, desde el uno o más aparatos (102) de inspección, datos de imagen sin procesar geoetiquetados a través de un primer canal (111) de comunicación y datos de concentración de fluido geoetiquetados a través de un segundo canal (112) de comunicación;
    procesar, mediante el uso del dispositivo (214) informático a bordo, los datos de imagen sin procesar geoetiquetados en uno o más archivos de imágenes;
    recuperar datos históricos de concentración de fluido desde una fuente (108) de datos remota; generar, mediante el uso del dispositivo de computación a bordo, un mapa de datos de fluidos mediante la superposición de una primera capa de los datos de concentración de fluido geoetiquetados y una o más segundas capas que incluyen los datos históricos de concentración de fluido sobre el uno o más archivos de imágenes; y
    transmitir el mapa de datos de fluidos a uno o más dispositivos informáticos remotos.
    13. El método según la reivindicación 12 que comprende además:
    determinar, mediante el uso del dispositivo (214) informático a bordo, que al menos uno de una parte de los datos de concentración de fluido geoetiquetados recibidos exceda un umbral predeterminado de concentración de fluido y una fuga correspondiente a la parte de los datos de concentración de fluido geoetiquetados recibidos exceda un umbral predeterminado de fuga; generar, mediante el uso del dispositivo (214) informático a bordo, un plan de ruta que incluya una o más instrucciones de ruta ejecutables por un aparato de inspección del uno o más aparatos de inspección, configuradas las instrucciones de ruta para, cuando se ejecuten por el aparato de inspección del uno o más aparatos de inspección:
    navegar el aparato (102) de inspección hasta el al menos un punto de interés; capturar, mediante el uso del aparato (102) de inspección, al menos uno de los datos adicionales de concentración de fluido y datos adicionales de imagen sin procesar; y transmitir el al menos uno de los datos de concentración de fluido adicionales y los datos de imagen sin procesar adicionales a un dispositivo de procesamiento remoto; y
    transmitir las instrucciones de ruta al aparato de inspección para facilitar la ejecución del plan de ruta por el aparato de inspección.
    14. El método según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, que comprende además recibir, desde cada uno del uno o más aparatos (102) de inspección, datos de fluido cualitativos geoetiquetados a través del segundo canal (112) de comunicación, en donde generar el mapa de datos de fluidos comprende además superponer los datos de fluido cualitativos geoetiquetados a través del uno o más archivos de imágenes
    15. Uno o más medios de almacenamiento legibles por ordenador no transitorios que tengan instrucciones ejecutables por ordenador incorporadas en ellos para usar en el procesamiento de datos de inspección, las instrucciones ejecutables por un procesador (216) de un dispositivo (104) de procesamiento remoto para procesar datos de inspección recogidos por uno o más aparatos (102) de inspección, configurado el dispositivo (104) de procesamiento remoto para ubicarse remotamente desde el uno o más aparatos (102) de inspección durante la recogida de los datos de inspección, en donde cuando se ejecuten por el procesador, las instrucciones ejecutables por ordenador hacen que el procesador funcione según el método de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14.
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