用于输电线路塔的测量仪的制作方法

本发明属于电力设备领域，特别涉及用于输电线路塔的测量仪。

背景技术：

当今，在电力电气系统中，为了保证输电线路工作的可靠性，通常需要对输电线路进行巡视。

由于输电线路通道走廊内树木的快速生长会影响线路的安全运行，特别是植被茂密气候温热的江南地区，线路走廊内或两侧的树木生长及异物入侵造成的放电闪络、接地短路的事故数量呈上升趋势。所以，在电力部门日常的巡视过程中，经常需要对监测树木、建筑物等干涉物体与输电线路之间的距离进行测量。

在现有技术中，大多是使用基于激光或者微波等原理的测量工具对输电线路与干涉物体之间的距离进行测量，但是在晴朗的白天，强烈的日光会对激光测距的结果产生影响。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了用于提高阳光下激光测量准确性的测量仪。

为了达到上述技术目的，本发明提供了用于输电线路塔的测量仪，所述测量仪包括安装有供电模块的设备承载基座，在设备承载基座的中心处设有转轴，在转轴上设有中心齿轮，在设备承载基座的上设有步进电机，在步进电机的输出轴上设有与中心齿轮啮合的传动齿轮；

在设备承载基座的边缘固定有激光发射器，在设备承载基座上还设有与激光发射器电连接的激光接收传感器；在设备承载基座上还固定有用于采集激光照射到目标物体上形成的光斑的摄像头，以及与激光发射器、激光接收传感器、摄像头、步进电机电连接的处理电路；

在设备承载基座底部设有用于固定在输电线路塔边缘的固定抓手，在固定抓手的中部设有球形云台，在球形云台上设有与处理电路电连接的水平仪传感器。

可选的，在所述设备承载基座上还设有用于从输电线路上取电、并向处理电路供电的取电电路。

可选的，所述供电模块包括锂电池电源，以及与锂电池单元电连接的驱动电路。

可选的，在所述摄像头中设有滤光片。

可选的，对球形云台进行调整，使得设备承载基座处于预设的角度，从水平仪传感器获取当前设备承载基座与水平面的角度值；

处理电路向激光发射器发送启动指令，使得激光发射器向目标物体发射激光，令激光接收传感器获取从目标物体反射的激光，获取从发射开始到接收到反射激光的时间差，结合光速确定输电线路塔与目标物体的距离；

在激光发射器向目标物体发射激光的同时，处理电路向步进电机发送旋转指令，使得步进电机根据旋转指令中包含的角速度数据进行旋转；

在步进电机旋转的同时，处理电路从摄像头处获取激光照射到目标物体上形成的光斑的视频，获取视频中光斑的帧图像，结合输电线路塔与目标物体的距离、以及角速度确定输电线路塔与周围目标物体的距离值；

根据距离值绘制以输电线路塔为中心的周围环境距离示意图。

可选的，获取视频中光斑的帧图像，结合输电线路塔与目标物体的距离、以及角速度确定输电线路塔周围的距离值，包括：

从视频中按预设的时间间隔提取含有光斑的帧图像；

提取帧图像中每个像素的像素值，根据像素值确定帧图像的亮度加权平均值，根据亮度加权平均值，对帧图像进行二值化处理，获取到处理后的二值化帧图像；

获取二值化帧图像的时间标签，重新确定该时间标签下输电线路塔与目标物体的距离，以及步进电机累计旋转角度，基于重新确定的距离和转动角度，获取旋转过程中，输电电路塔一周的目标物体的距离。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在步进电机旋转的同时，摄像头获取激光照射到目标物体上形成的光斑的视频，并获取视频中光斑的帧图像，结合输电线路塔与目标物体的距离、以及角速度确定输电线路塔与周围目标物体的距离值，根据距离值绘制以输电线路塔为中心的周围环境距离示意图，能够有效的避免日光对距离值的影响，提高了激光测距的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述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是本发明提供的用于输电线路塔的测量仪的结构示意图；

图2是本发明提供的用于输电线路塔的测量仪使用方法的流程示意图一；

图3是本发明提供的用于输电线路塔的测量仪使用方法的流程示意图二。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本发明提供了用于输电线路塔的测量仪，如图1所示，所述测量仪包括安装有供电模块1的设备承载基座2，在设备承载基座2的中心处设有转轴21，在转轴21上设有中心齿轮22，在设备承载基座2的上设有步进电机23，在步进电机23的输出轴上设有与中心齿轮22啮合的传动齿轮24；

在设备承载基座2的边缘固定有激光发射器3，在设备承载基座2上还设有与激光发射器3电连接的激光接收传感器4；在设备承载基座2上还固定有用于采集激光照射到目标物体上形成的光斑的摄像头5，以及与激光发射器3、激光接收传感器4、摄像头5、步进电机23电连接的处理电路6；

在设备承载基座2底部设有用于固定在输电线路塔边缘的固定抓手25，在固定抓手25的中部设有球形云台26，在球形云台26上设有与处理电路6电连接的水平仪传感器27。

在实施中，当处理电路6向步进电机23发送旋转指令后，步进电机23的输出轴带动传动齿轮24转动，在传动齿轮24与中心齿轮22的啮合作用下，使得设备承载基座2在步进电机23的带动下旋转，从而令固定在设备承载基座2上的激光发射器3、激光接收传感器4、摄像头5等设备能够同步的进行转动。

另外，通过设置在设备承载基座2底部的固定抓手25使得设备承载基座2能够牢固的固定在输电线路塔边缘。同时通过球形云台26能够令设备承载基座2实现俯仰角度的调节、并且实现锁定，另外，为了能够准确的获取当前设备承载基座2的俯仰角度，在球形云台26上还设有水平仪传感器27，用于将当前的俯仰角度以电信号的方式传输至处理电路6。

基于上述描述，该用于输电线路塔的测量仪的具体使用方法如下，流程图如图2所示。

101、对球形云台进行调整，使得设备承载基座处于预设的角度，从水平仪传感器获取当前设备承载基座与水平面的角度值。

102、处理电路向激光发射器发送启动指令，使得激光发射器向目标物体发射激光，令激光接收传感器获取从目标物体反射的激光，获取从发射开始到接收到反射激光的时间差，结合光速确定输电线路塔与目标物体的距离。

103、在激光发射器向目标物体发射激光的同时，处理电路向步进电机发送旋转指令，使得步进电机根据旋转指令中包含的角速度数据进行旋转。

104、在步进电机旋转的同时，处理电路从摄像头处获取激光照射到目标物体上形成的光斑的视频，获取视频中光斑的帧图像，结合输电线路塔与目标物体的距离、以及角速度确定输电线路塔与周围目标物体的距离值。

105、根据距离值绘制以输电线路塔为中心的周围环境距离示意图。

在实施中，当设备承载基座2在步进电机23的带动下旋转一周后，根据选出的帧图像，确定每幅帧图像中目标物体与输电线路塔的距离，从而根据多个距离绘制以输电线路塔为中心的周围环境距离示意图。

这里之所以先选取帧图像，再根据帧图像对应的时间标签确定该时刻根据激光接收传感器4确定的目标物体与输电线路塔之间的距离，是为了防止例如阳光等其他过强光线对激光接收传感器4的影响。如果帧图像中光斑明显，意味着此时激光接收传感器4收到其他光线的影响较小，此时确定的距离值较为准确。

可选的，步骤104中，获取视频中光斑的帧图像，结合输电线路塔与目标物体的距离、以及角速度确定输电线路塔周围的距离值，如图3所示，包括：

201、从视频中按预设的时间间隔提取含有光斑的帧图像。

202、提取帧图像中每个像素的像素值，根据像素值确定帧图像的亮度加权平均值，根据亮度加权平均值，对帧图像进行二值化处理，获取到处理后的二值化帧图像。

203、获取二值化帧图像的时间标签，重新确定该时间标签下输电线路塔与目标物体的距离，以及步进电机累计旋转角度，基于重新确定的距离和转动角度，获取旋转过程中，输电电路塔一周的目标物体的距离。

在实施中，之所以在步骤202中设定亮度加权平均值，是因为在实际生活中为了防止过强的阳光对激光接收传感器4产生干扰，因此提取帧图像中的像素值时，对接近激光亮度的像素值匹配较高的权重值，对远离激光亮度的像素值匹配较低的权重值，从而防止光斑的误判，进而对距离判定产生影响。

可选的，所述供电模块包括锂电池电源，以及与锂电池单元电连接的驱动电路。在所述设备承载基座上还设有用于从输电线路上取电、并向处理电路供电的取电电路。

在实施中，为了提高该测量仪的工作稳定性，除了在设备承载基座2上安装有供电模块1外，还设有用于从输电线路上取电、并向处理电路供电的取电电路，这样可以在条件允许时优先从输电线路上取电，将供电模块1中锂电池的电量在无法从输电线路上取电时使用。

可选的，在所述摄像头中设有滤光片。

在实施中，为了在步骤104中获取到更为清晰的光斑、减少阳光或其他强光对光斑形状的影响，在摄像头5中设有滤光片。

本发明提供了用于输电线路塔的测量仪，包括安装有设备承载基座，在设备承载基座上设有步进电机；在设备承载基座的边缘固定有激光发射器，在设备承载基座激光接收传感器、摄像头、处理电路。通过在步进电机旋转的同时，摄像头获取激光照射到目标物体上形成的光斑的视频，并获取视频中光斑的帧图像，结合输电线路塔与目标物体的距离、以及角速度确定输电线路塔与周围目标物体的距离值，根据距离值绘制以输电线路塔为中心的周围环境距离示意图，能够有效的避免日光对距离值的影响，提高了激光测距的准确性。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。