利用LabVIEW和CompactRIO開發慣性檢管器

　　通過對任務中計算機VI進行遠程訪問，我們可以很容易診斷原型機的可能故障。這就使團隊能夠集中精神于開發數學算法，而非通信協議，來進行數據融合和統計分析。最終，借助于LabVIEW對于多核的支持，這些算法在乘以經過慣性導航和卡爾曼濾波器的狀態空間估計的數千個矩陣之后，運行的更快。

　　項目開發僅用了18個時間，還包括了在完成機械設計之前所進行的一系列測試。因為我們設計的是能夠輸送液體而非固體的管道，我們必須實現一個復雜的懸浮系統，以保證INS的正常工作。檢管器計算不正確，在管道內會有很多因素會導致PIG被破壞，例如閥門、轉角、縫隙、限位器、液體流量，甚至是非法安裝的用于偷竊燃料的閥門。因此，硬件和軟件的開發必須與機械設計同時進行，以避免造成整個項目延遲的。

　　在開發過程中，我們需要一個平臺用于測試算法。我們在一輛自行車上安裝了CompactRIO控制器和傳感器（圖2），并且按照和在管道內使用PIG繪制路徑地圖一樣的方式來繪制路徑地圖。

圖2 使用自行車進行現場試驗

　　雖然我們從這個試驗平臺收集了許多數據，但是自行車比管道具有更多的自由度；因此最終我們用軌道小車（圖3）來代替自行車，它提供了一個更像最終真實運行條件的試驗平臺。

圖3 使用軌道小車進行現場試驗

　　最后，在裝配好PIG機械結構后，我們在管道上進行了現場試驗。之前所提到的每個現場試驗平臺都具有不同的特性，而LabVIEW可以快速適應于每個現場試驗平臺，以保證項目按時完成。我們利用NI的產品開發了所有軟件，而一段文本代碼都不用寫。

　　在巴西和哥倫比亞，在投入商業使用將近一年的時間里，CompactRIO控制器經受了各種苛刻的考驗。其中有一次，由于對接收程序的錯誤操作造成慣性PIG與管道底部正面相撞，撞擊力非常大，破環PIG小車間的聯軸器。這些由8毫米粗的鋼條制成聯軸器完全扭曲，并穿透了PIG外殼，到達了放置CompactRIO的位置。裂口使整個隔間都充滿40大氣壓的增壓汽油。雖然CompactRIO的數據采集卡被破環了，但是實時控制器在弄干并且清潔后仍然能夠運行，使得我們搶救回了40小時任務的數據。這意味著，即使PIG幾乎完全被破環，我們也能夠收回所有的檢測數據，而無需進行重復實驗。

　　EngeMOVI和NI工程師已經經過了多次合作，實現了各種不同的項目：包括慣性PIGs、幾何和磁性PIGs、用于深水管道檢查的水下機器人、具有冗余運動功能的焊接機器人以及最近由NI 9505運動控制模塊驅動的的機動PIG，這些合作獲得了非常積極的結果。

　　我們開發的首個慣性PIG可以在直徑為25.3～35.6厘米、長度為289.7英里的管道內行進。最大的可接受曲率是1.5D（D為管道直徑），在管道內部行進的最大速度是8米/秒。初始原型正在不斷被改進，并在其之上已經研制出完整的系列產品，我們深信NI提供的產品將會不斷地在我們的新產品開發上扮演重要角色。