CN108267711B

CN108267711B - 传感器距离调整方法及装置

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Publication number: CN108267711B
Application number: CN201711297592.8A
Authority: CN
Inventors: 莫文雄; 罗健斌; 梁国开; 王志军; 陈韬
Original assignee: Guangzhou Power Supply Bureau Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2020-02-18
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: CN108267711A

Abstract

本发明涉及传感器距离调整方法，属于定位技术领域。所述方法包括：获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，由此确定待检设备的估计位置；旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置；获取传感器阵列中各个传感器接收到所述局部放电信号的时间，得到两两传感器之间的时间差值；将所述时间差值输入预先建立的误差距离计算模型，将预设的距离误差范围作为约束条件，确定所述第一距离的取值范围，根据所述取值范围调整两两传感器之间的距离。上述技术方案，解决了通过静止式传感器测量局部放电信号方向时无法消除测向误差的问题，能根据方向测量误差的范围调整传感器的距离，进而实现准确的定向。

Description

传感器距离调整方法及装置

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别是涉及传感器距离调整方法、装置、可读存储介质及存储设备。

背景技术

电力行业中常利用特高频(Ultra High Frequency，UHF)信号法开展电力设备的近距离定向，即在待检设备附近布置若干UHF传感器，利用待检设备的局部放电产生的UHF信号到达不同UHF传感器的情况来确定待检设备的方向。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：方位角测量方法主要应用于远距离测向。若将方位角测量方法与UHF信号法结合并应用在近距离定向中，可能会存在一定的误差，无法满足近距离定向(如室内定向)的高精度要求。而影响待检设备定位精度的其中一个因素是UHF传感器的排布关系，通过调整传感器的排布关系可以消除方向测量误差。基于此，找到一种根据方向测量误差的精度范围调整传感器之间的距离的方法非常有必要。

发明内容

基于此，本发明提供了传感器距离调整方法及装置，能通过调整传感器的距离实现准确的近距离定向。

本发明实施例提供一种传感器距离调整方法，包括：获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，由此确定待检设备的估计位置；旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置；所述传感器阵列中的传感器均能接收待检设备发射的局部放电信号；获取传感器阵列中各个传感器接收到所述局部放电信号的时间，根据所述时间得到传感器阵列中两两传感器之间的时间差值；将所述时间差值输入预先建立的误差距离计算模型，所述误差距离计算模型为参数包括所述时间差值、距离误差以及两两传感器之间的第一距离的函数模型；所述距离误差为待检设备的估计位置与实际位置之间的距离；将预设的距离误差范围作为约束条件，根据所述误差距离计算模型确定所述第一距离的取值范围，根据所述取值范围调整传感器阵列中两两传感器之间的距离。

在其中一个实施例中，所述传感器阵列为设置在局部放电信号检测机器人上的传感器阵列，所述传感器阵列中包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，初始时第一传感器与第二传感器的连线、第一传感器与第三传感器的连线两者相互垂直；所述旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置的步骤，包括：确定第一传感器与第二传感器的连线的第一中垂面，确定第一传感器与第三传感器的连线的第二中垂面；旋转所述传感器阵列，直到所述待检设备的估计位置同时属于所述第一中垂面和第二中垂面。

在其中一个实施例中，初始时所述第二中垂面与水平面平行，所述方位角为所述待检设备相对于所述第一中垂面的夹角，所述俯仰角为所述待检设备相对于所述第二中垂面的夹角。

在其中一个实施例中，所述将所述时间差输入预先建立的误差距离计算模型的步骤之前，还包括：选择第一传感器、第二传感器和第三传感器中的任意两个作为目标传感器，所述待检设备的估计位置与两个目标传感器构成第一三角形，所述待检设备的实际位置与两个目标传感器构成第二三角形；将所述第一三角形和第二三角形近似为同底等高三角形，根据所述距离误差以及同底等高三角形的关系函数建立误差距离计算模型。

在其中一个实施例中，所述根据同底等高三角形的关系函数建立误差距离计算模型，包括：根据同底等高三角形的关系得到第一三角形的关系函数如下：

其中，x为待检设备的估计位置与实际位置的距离误差，l为两个目标传感器之间的第一距离，R为所述待检设备的估计位置与两个目标传感器连线的第三距离，c为所述局部放电信号的波速，δτ为所述两个目标传感器接收到局部放电信号的时间差值；由此建立误差距离计算模型为：

在其中一个实施例中，所述根据所述误差距离计算模型以及预设的误差距离范围确定所述第一距离的取值范围的步骤，包括：获取两个目标传感器之间的第一距离的多个预设值，根据所述多个预设值、预设的距离误差范围以及误差距离计算模型确定满足要求的l的取值范围。

相应的，本发明实施例提供一种传感器距离调整装置，包括：传感器旋转模块，用于获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，由此确定待检设备的估计位置；旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置；所述传感器阵列中的传感器均能接收待检设备发射的局部放电信号；时间差值计算模块，用于获取传感器阵列中各个传感器接收到所述局部放电信号的时间，根据所述时间得到传感器阵列中两两传感器之间的时间差值；时间差值输入模块，用于将所述时间差值输入预先建立的误差距离计算模型，所述误差距离计算模型为参数包括所述时间差值、距离误差以及两两传感器之间的第一距离的函数模型；所述距离误差为待检设备的估计位置与实际位置之间的距离；传感器距离调整模块，用于将预设的距离误差范围作为约束条件，根据所述误差距离计算模型以及预设的距离误差范围确定所述第一距离的取值范围，根据所述取值范围调整传感器阵列中两两传感器之间的距离。

在其中一个实施例中，所述传感器阵列为设置在测向检测机器人上的传感器阵列，所述传感器阵列中包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，初始时第一传感器与第二传感器的连线、第一传感器与第三传感器的连线两者相互垂直；所述传感器旋转模块还用于确定第一传感器与第二传感器的连线的第一中垂面，确定第一传感器与第三传感器的连线的第二中垂面；旋转所述传感器阵列，直到所述待检设备的估计位置同时属于所述第一中垂面和第二中垂面。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤，通过其存储的计算机程序。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述所述方法的步骤。

上述传感器距离调整方法，根据方位角测量原理获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，由此确定待检设备的估计位置，根据所述方位角和俯仰角旋转传感器阵列，使传感器阵列正对该待检设备的估计位置。传感器阵列旋转以后，通过传感器阵列接收待检设备发射的局部放电信号，并根据传感器接收局部放电信号的时间计算两两传感器之间接收局部放电信号的时间差值，根据所述时间差值以及预先建立的误差距离计算模型确定两两传感器之间距离的取值范围，根据该取值范围来调整两两传感器之间的距离。通过上述传感器距离调整方法能根据方向测量误差的范围调整传感器之间的距离，使调整后的传感器阵列能实现更精确的方向测量。

附图说明

图1为一实施例中传感器距离调整方法的示意性流程图；

图2为一实施例中待检设备的估计位置与实际位置偏离的示意图；

图3为一实施例中第一中垂面的示意图；

图4为一实施例中第二中垂面的示意图；

图5为一实施例中距离误差与待检设备的估计位置相对于两个目标传感器连线的距离的关系曲线；

图6为另一实施例中距离误差与待检设备的估计位置相对于两个目标传感器连线的距离的关系曲线；

图7为一实施例中局部放电信号检测机器人的结构示意图；

图8为一实施例中局部放电信号检测机器人测量待检设备方向的过程示意图；

图9为一实施例中传感器距离调整装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一实施例提供一种传感器距离调整方法，如图1所示，所述实施例提供的传感器距离调整方法主要包括步骤S110至步骤S140，详细说明如下：

S110、获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，由此确定待检设备的估计位置；旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置；所述传感器阵列中的传感器均能接收待检设备发射的局部放电信号。

在本步骤中，根据方位角测量原理获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，根据所述方位角和俯仰角确定待检设备的估计方向；获取传感器接收到某一局部放电信号的时间，根据所述时间确定待检设备与传感器阵列之间的距离。结合上述估计方向以及上述距离确定待检设备的估计位置。控制传感器阵列旋转并使其朝向该待检设备的估计位置。

可选地，旋转传感器阵列的过程可以为先按方位角旋转传感器阵列，再根据俯仰角旋转该传感器阵列；也可以先根据俯仰角旋转该传感器阵列，再根据方位角旋转；还可以是根据方位角和俯仰角确定目标旋转角度，一次性旋转所述目标旋转角度；其他实现传感器阵列旋转的方式也可以。

可选地，所述传感器阵列沿方位角方向旋转的角度范围为[-90°，90°]，所述传感器阵列沿俯仰角方向旋转的角度范围为[0，90°]。

可选地，所述待检设备发射的局部放电信号可以指设备的局部放电产生的UHF信号，也可以指设备局部放电产生的其他信号，还可以是其他信号，对应的传感器能获取该信号即可。具体地，所述局部放电信号为UHF信号，所述传感器为UHF传感器，能接收待检设备发射的局部放电信号并获取相应的信息。

S120、获取传感器阵列中各个传感器接收到所述局部放电信号的时间，根据所述时间得到传感器阵列中两两传感器之间的时间差值。

在本步骤中，各个传感器接收局部放电信号后，后台处理器获取各个传感器接收同一局部放电信号的时间，由于该同一局部放电信号的发射时间一致，两两传感器接收该局部放电信号的时间差即为所述时间差值，根据处理器根据所述时间计算时间差值。

S130、将所述时间差值输入预先建立的误差距离计算模型，所述误差距离计算模型为参数包括所述时间差值、距离误差以及两两传感器之间的第一距离的函数模型；所述距离误差为待检设备的估计位置与实际位置之间的距离。

在本步骤中，根据时间差值、距离误差以及两两传感器之间的第一距离建立函数模型，得到误差距离计算模型，将S120中得到的时间差值输入该误差距离计算模型中。

其中，距离误差为待检设备的估计位置与实际位置之间的距离，目前为未知数。两两传感器之间的第一距离可以直接获取到。但是如果传感器阵列测量的方向偏离待检设备实际所在的方向，则需要调整所述第一距离使方向测量的方向值更准确。

S140、确定所述第一距离的取值范围，根据所述取值范围调整传感器阵列中两两传感器之间的距离。

在本步骤中，将时间差值输入误差距离计算模型后，根据该模型确定传感器之间的第一距离的取值范围，根据该取值范围确定最优距离值，根据该最优距离值调整传感器阵列中两两传感器之间的距离。

可选地，调整传感器之间的距离可以手动调整，也可以后台处理器控制传感器自动调整两两传感器之间的距离。

本实施例能根据方向测量误差的范围来调整两两传感器之间的距离。待检设备的方向是根据传感器接收的局部放电信号得到的。调整传感器阵列中传感器之间的距离后，各个传感器接收局部放电信号的相关信息也会随之改变，因此可以得到不同的方向测量值。根据上述关系，可以通过调整传感器之间的距离使调整后的传感器阵列能更准确地实现方向测量。

在一实施例中，所述传感器阵列为设置在局部放电信号检测机器人上的传感器阵列，所述传感器阵列中包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，初始时第一传感器与第二传感器的连线、第一传感器与第三传感器的连线两者相互垂直；S110包括步骤：确定第一传感器与第二传感器的连线的第一中垂面，确定第一传感器与第三传感器的连线的第二中垂面；旋转所述传感器阵列，直到所述待检设备的估计位置同时属于所述第一中垂面和第二中垂面。

在本实施例中，传感器阵列设置在局部放电信号检测机器人上，该传感器阵列中包含三个传感器。在方向测量过程中，通过三个传感器能确定待检设备的方向。该传感器阵列还可以包含其他的传感器，如包含第四传感器，在确定待检设备的方向的基础上，通过该第四传感器可以确定待检设备的具体位置。

可选地，所述局部放电信号检测机器人还包括云台，所述传感器阵列设置在该云台上。通过旋转该云台可以带动传感器阵列旋转。

旋转以后，待检设备的估计位置位于所述第一中垂面与第二中垂面的交线上。若待检设备的实际位置不在该交线上，说明旋转以后的传感器阵列没有正对待检设备，需要通过调整传感器之间的距离来缩小方向测量的误差；若待检设备在该交线上，则该估计位置与实际位置重合，说明角度测量准确，因此传感器之间的距离不需要进行调整。

可选地，还可以测量多个待检设备的方向，根据这些方向测量结果得到最佳的传感器距离，进而调整传感器阵列中两两传感器之间的距离。

本实施例通过第一中垂面与第二中垂面将待检设备的估计位置确定在某一条确定的直线上，能提高方向确定的准确性。

进一步地，所述局部放电信号检测机器人还可以包括相机，该相机安装在云台上，相机能拍摄其前方的图像，并通过数据传输发送给后台，后台处理器或工作人员根据该图像能进一步确定旋转以后的传感器阵列是否正对待检设备的实际位置。

本实施例通过中垂面的交线来确定传感器阵列的朝向，通过待检设备与该交线偏移的情况能进一步确定传感器之间的最佳距离，保证方向测量的准确性。

在一实施例中，初始时所述第二中垂面与水平面平行，所述方位角为所述待检设备相对于所述第一中垂面的夹角，所述俯仰角为所述待检设备相对于所述第二中垂面的夹角。

通过对方位角测量精度及其影响因素的分析，发现方位角测量方法不适合于近距离精确定位。因此，本实施例采用此技术原理作为测向的初步判断方法，进而实现精确定位。

可选地，根据某一待检设备旋转传感器阵列以后。若还需要根据另一个待检设备的方向调整传感器之间的距离，可以根据旋转以后的传感器阵列的第一中垂面和第二中垂面为参考面获取方位角和俯仰角，再控制传感器阵列旋转；也可以使传感器阵列旋转回初始角度，获取方位角和俯仰角，控制传感器阵列旋转。

本实施例根据中垂面法确定待检设备的方位角和俯仰角，根据方位角测量法初步估计待检设备相对于第一中垂面(竖直平面)的方位角以及相对于第二中垂面(水平面)的俯仰角，根据该方位角和俯仰角确定了待检设备的方向。

本实施例以及上一实施例实现的是中垂面交叉测向方法的应用，即将中垂面作为参考面来确定待检设备的方向，进而实现对传感器之间的距离的调整，最终实现更精确的方向测量。

在一实施例中，所述将所述时间差输入预先建立的误差距离计算模型的步骤之前，还包括：选择第一传感器、第二传感器和第三传感器中的任意两个作为目标传感器，所述待检设备的估计位置与两个目标传感器构成第一三角形，所述待检设备的实际位置与两个目标传感器构成第二三角形；将所述第一三角形和第二三角形近似为同底等高三角形，根据所述距离误差以及同底等高三角形的关系函数建立误差距离计算模型。

本实施例选择任意两个传感器作为目标传感器并确定第一三角形以及第二三角形的构成，根据这两个三角形建立误差距离计算模型。传感器阵列旋转以后，若待检设备的估计位置与实际位置不重合，待检设备的估计位置在第一中垂面与第二中垂面的交线上，而待检设备的实际位置偏离该交线。经过分析可知，此时，第一三角形为等腰三角形，两个目传感器之间的距离为该第一三角形的底，估计位置与两个目标传感器之间的连线构成该第一三角形的两条斜边；第二三角形为非等腰三角形，两个目传感器之间的距离为该第二三角形的底，实际位置与两个目标传感器之间的连线构成该第二三角形的两条斜边。

本实施例仅考虑待检设备与传感器阵列的距离没有远大于两两传感器之间距离的情况，即近距离测向。此外，由于电力设备的定向过程中传感器阵列与待检设备之间存在一定的距离；且相对于传感器之间的距离以及待检设备与传感器阵列之间的距离，待检设备的估计位置相对于实际位置与两个目标传感器所在平面的偏移可以忽略。因此认为第一三角形与第二三角形为同底等高三角形。

本实施例将第一三角形和第二三角形近似为同底等高三角形，根据同底等高三角形的关系建立误差距离计算模型，为传感器距离的调整确定了依据。

进一步地，在一实施例中，所述根据同底等高三角形的关系函数建立误差距离计算模型，包括：

根据同底等高三角形的关系得到第一三角形的关系函数如下：

其中，x为待检设备的估计位置与实际位置的距离误差，l为两个目标传感器之间的第一距离，R为所述待检设备的估计位置与两个目标传感器连线的第三距离，c为所述局部放电信号的波速，δτ为所述两个目标传感器接收到局部放电信号的时间差值；

由此建立误差距离计算模型为：

第一三角形为等腰三角形，其底边为l，高为R，两条边长可以直接计算得到。而第二三角形为非等腰三角形，两条边长(即待检设备的实际位置与两个目标传感器之间的距离)无法直接确定。本实施例根据第二三角形与第一三角形的关系，确定第二三角形两条边长的差值与前述时间差值的关系，建立误差距离计算模型。

在一实施例中，S140包括步骤：获取两个目标传感器之间的第一距离的多个预设值，根据所述多个预设值、预设的距离误差范围以及误差距离计算模型确定满足要求的l的取值范围。

本实施例获取两个目标传感器之间的第一距离的多个预设值后。根据误差距离计算模型，以第三距离R为x轴、距离误差x为Y轴，绘制关系曲线，根据该关系曲线以及预设的距离误差范围确定符合要求的l的取值范围。

为了更好地理解上述方法，以下详细阐述一个本发明传感器距离调整方法的应用实例。该应用实例以局部放电信号检测机器人为例，该方向测量机器人包括传感器阵列、云台、相机以及后台处理器，传感器阵列与云台连接。该局部放电信号检测机器人也可以应用于远距离测量。但是考虑到实际生产应用，一般应用于3-50米近距离范围的方向测量。

如果方向角和俯仰角测量准确，通过调整传感器阵列朝向。对于旋转后的传感器阵列，局部放电信号到达两个目标传感器(如：第二传感器S1与第三传感器S2)之间的时间差值应该为0。但是由于方向角和俯仰角测量的不准确性，存在时间测量误差，将会待检设备的估计位置误认为待检设备的实际位置。如图2所示，传感器阵列旋转以后，待检设备的估计位置(P’)在第一中垂面与第二中垂面的交线上，而实际位置(P)偏离该交线。在既定的时间差值的基础上，需要通过调整传感器之间的距离达到减小距离误差的目的。

确定P’与S1、S2构成的三角形为第一三角形，P与S1、S2构成的三角形为第二三角形，P’与P之间的距离为距离误差x，根据同底等高三角形的关系得到第一三角形的关系函数如下：

对上式进行推导，如下：

移相，两侧求平方，得到下式：

等式消去同等项，整理得到下式：

等号两边再平方，两侧合并同类项，整理得到下式：

(4l²-(2c·δτ)²)x²+(c·δτ)²((c·δτ)²-l²-4R²)＝0

整理，开根号得到：

假定c×δτ＜＜l，且c×δτ＜＜R，再整理，由此建立误差距离计算模型为：

两边取绝对值，可知距离误差与两两传感器之间的距离l呈反比关系。

以第一传感器S0与第四传感器S3连线的第三中垂面以及第一中垂面、第二中垂面的交点为原点，第二中垂面与第三中垂面的交线为X轴，第一中垂面与第二重锤面的交线为Y轴，第一中垂面与第三在中垂面的交线为Z轴，建立空间直角坐标系。

传感器距离调整的主要工作流程如下：

1)利用方位角测量原理初步测量待检设备相对于第一中垂面(如图3中的

平面)的方位角

为待检设备的估计位置与第一中垂面的夹角；

2)根据初测结果，逐级沿方位角旋转云台，直到

3)利用方位角测量原理初步测量待检设备相对于第二中垂面(如图4中的

平面)的俯仰角θ_t，θ_t为待检设备的估计位置与第二中垂面的夹角；

4)根据初测结果，云台逐级沿俯仰角旋转，直到θ_t＝π/2；云台的旋转带动传感器阵列的旋转。

5)由于上述空间直角坐标系是根据传感器阵列建立的，传感器阵列旋转以后该空间直角坐标系也随之旋转。旋转后的空间直角坐标系的Y轴指向待检设备的估计位置所在的方向。

获取传感器阵列中各个传感器接收到所述局部放电信号的时间，根据所述时间得到传感器阵列中两两传感器之间的时间差值δτ。

将所述时间差值输入预先建立的误差距离计算模型；获取两个目标传感器之间的第一距离的多个预设值后。根据误差距离计算模型，以第三距离R为x轴、距离误差x为Y轴，绘制关系曲线。

假设δτ为0.5ns，第一距离l(如图中的L)的预设值取1、2、3m，根据取绝对值以后的误差距离计算模型绘制距离误差x和第三距离R的关系曲线，如图5所示。

假设δτ为1ns，第一距离L的预设值取1、2、3m，根据取绝对值以后的误差距离计算模型绘制距离误差x和第三距离R的关系曲线，如图6所示。

根据关系曲线以及预设的距离误差范围确定符合要求的l的取值范围。如：为了将误差控制在±0.2m以内，在水平方向应选择的第一距离为3m；为了高压安全，在竖直方向的第一距离为1m。根据该距离自动调整传感器阵列中传感器之间的距离。因此，得到四个传感器在空间直角坐标系中的坐标如下表(空间直角坐标系各个轴的单位均为m)：

传感器	X	Y	Z
				S0	-1.5	-0.5	-0.5
S1	1.5	-0.5	-0.5
				S2	-1.5	-0.5	0.5
S3	-1.5	0.5	-0.5

如图7所示，图7为局部放电信号检测机器人的示意图，所述局部放电信号检测机器人包括传感器阵列、云台120及底座130；所述传感器阵列包括可接收待检设备的局部放电信号的第一传感器S0、第二传感器S1(图7未示出)和第三传感器S2；所述第一传感器S0设置于所述云台120上，所述第二传感器S1和第三传感器S2分别通过可伸缩的第一连接机构140连接于所述云台120，所述传感器阵列与云台120相连，当云台120旋转时，传感器阵列可以跟随云台旋转；所述第一传感器S0与第二传感器S1的连线、第一传感器S0与第三传感器S2的连线两者相互垂直；所述云台120通过可旋转的第二连接机构121与底座130连接，通过第二连接机构121实现云台120旋转，带动所述传感器阵列旋转，使旋转以后的传感器阵列正对待检设备的估计位置。

所述连接杆包括外套杆142和内伸缩杆141(与第三传感器S2连接的连接杆的内伸缩杆未示出)；所述外套杆141为内部中空的长杆；所述内伸缩杆142的一端活动安装在所述外套杆141内，另一端位于所述外套杆141外侧。通过调节所述内伸缩杆141伸入所述外套杆142的长度，可以调节第一传感器S0与第二传感器、第三传感器S2以及第四传感器S3之间的距离。

具体地，所述外套杆142远离所述内伸缩杆141的一端连接于所述云台120，所述内伸缩杆141远离所述外套杆142的一端分别通过固定连接的方式与所述第二传感器、第三传感器S2或第四传感器S3连接。可选地，内伸缩杆141与云台120可以固定连接也可以活动连接。连接杆两端分别固定于传感器和云台。

该局部放电信号检测机器人测量待检设备方向的过程示意图如图8所示，所述黑色椭圆表示空间直角坐标系的原点，该机器人沿空间直角坐标系的X轴反方向行进。通过向前移动，该局部放电信号检测机器人可以逐个测量多个待检设备的方向。如图8所示，当测量完行进通道右侧的待检设备的方向，该局部放电信号检测机器人可以掉头，进而测量行进通道左侧的待检设备的方向，并逐步测量所有待检设备的方向。该局部放电信号检测机器人也可以一次性测量多个待检设备的方向。

局部放电信号检测机器人还支持数据采集和处理。局部放电信号、图像等数据采集后，使用该机器人的后台处理器进行运算，并自动报出结果，整个方向测量的过程不需要人工干预。例如，机器人按照预先规划好的路线自动巡视采集数据，并实时传送至后台处理器进行处理。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。

基于与上述实施例中的传感器距离调整方法相同的思想，本发明还提供传感器距离调整装置，该装置可用于执行上述传感器距离调整方法。为了便于说明，传感器距离调整装置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图9所述，传感器距离调整装置包括传感器旋转模块910、时间差值计算模块920、时间差值输入模块930和传感器距离调整模块940，详细说明如下：

在一实施例中，请参阅附图9，传感器旋转模块910，用于获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，由此确定待检设备的估计位置；旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置；所述传感器阵列中的传感器均能接收待检设备发射的局部放电信号。

时间差值计算模块920，用于获取传感器阵列中各个传感器接收到所述局部放电信号的时间，根据所述时间得到传感器阵列中两两传感器之间的时间差值。

时间差值输入模块930，用于将所述时间差值输入预先建立的误差距离计算模型，所述误差距离计算模型为参数包括所述时间差值、距离误差以及两两传感器之间的第一距离的函数模型；所述距离误差为待检设备的估计位置与实际位置之间的距离。

以及，传感器距离调整模块940，用于将预设的距离误差范围作为约束条件，根据所述误差距离计算模型以及预设的距离误差范围确定所述第一距离的取值范围，根据所述取值范围调整传感器阵列中两两传感器之间的距离。

本实施例根据方向测量误差的范围调整传感器之间的距离，能使调整后的传感器阵列能实现更精确的方向测量。

在一实施例中，所述传感器阵列为设置在测向检测机器人上的传感器阵列，所述传感器阵列中包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，初始时第一传感器与第二传感器的连线、第一传感器与第三传感器的连线两者相互垂直；所述传感器旋转模块910还用于确定第一传感器与第二传感器的连线的第一中垂面，确定第一传感器与第三传感器的连线的第二中垂面；旋转所述传感器阵列，直到所述待检设备的估计位置同时属于所述第一中垂面和第二中垂面。

在一实施例中，所述传感器距离调整装置还包括：三角形构建模块，用于选择第一传感器、第二传感器和第三传感器中的任意两个作为目标传感器，所述待检设备的估计位置与两个目标传感器构成第一三角形，所述待检设备的实际位置与两个目标传感器构成第二三角形；计算模型建立模块，用于将所述第一三角形和第二三角形近似为同底等高三角形，根据所述距离误差以及同底等高三角形的关系函数建立误差距离计算模型。

在一实施例中，所述计算模型建立模块还用于：

由此建立误差距离计算模型为：

在一实施例中，所述传感器距离调整模块940，还包括距离范围确定子模块，用于获取两个目标传感器之间的第一距离的多个预设值，根据所述多个预设值、预设的距离误差范围以及误差距离计算模型确定满足要求的l的取值范围。

需要说明的是，本发明的传感器距离调整装置与本发明的传感器距离调整方法一一对应，在上述传感器距离调整方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于传感器距离调整装置的实施例中，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述，特此声明。

此外，上述示例的传感器距离调整装置的实施方式中，各程序模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述传感器距离调整装置的内部结

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或(模块)单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种传感器距离调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，由此确定待检设备的估计位置；旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置；所述传感器阵列中的传感器均能接收待检设备发射的局部放电信号；

获取传感器阵列中各个传感器接收到所述局部放电信号的时间，根据所述时间得到传感器阵列中两两传感器之间的时间差值；

将所述时间差值输入预先建立的误差距离计算模型，所述误差距离计算模型为参数包括所述时间差值、距离误差以及两两传感器之间的第一距离的函数模型；所述距离误差为待检设备的估计位置与实际位置之间的距离；

将预设的距离误差范围作为约束条件，根据所述误差距离计算模型确定所述第一距离的取值范围，根据所述取值范围调整传感器阵列中两两传感器之间的距离；

所述传感器阵列为设置在局部放电信号检测机器人上的传感器阵列，所述传感器阵列中包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，初始时第一传感器与第二传感器的连线、第一传感器与第三传感器的连线两者相互垂直；

所述旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置的步骤，包括：

确定第一传感器与第二传感器的连线的第一中垂面，确定第一传感器与第三传感器的连线的第二中垂面；旋转所述传感器阵列，直到所述待检设备的估计位置同时属于所述第一中垂面和第二中垂面。

2.根据权利要求1所述的传感器距离调整方法，其特征在于，初始时所述第二中垂面与水平面平行，所述方位角为所述待检设备相对于所述第一中垂面的夹角，所述俯仰角为所述待检设备相对于所述第二中垂面的夹角。

3.根据权利要求1所述的传感器距离调整方法，其特征在于，所述将所述时间差输入预先建立的误差距离计算模型的步骤之前，还包括：

选择第一传感器、第二传感器和第三传感器中的任意两个作为目标传感器，所述待检设备的估计位置与两个目标传感器构成第一三角形，所述待检设备的实际位置与两个目标传感器构成第二三角形；

将所述第一三角形和第二三角形近似为同底等高三角形，根据所述距离误差以及同底等高三角形的关系函数建立误差距离计算模型。

4.根据权利要求3所述的传感器距离调整方法，其特征在于，所述根据同底等高三角形的关系函数建立误差距离计算模型，包括：

由此建立误差距离计算模型为：

5.根据权利要求4所述的传感器距离调整方法，其特征在于，所述根据所述误差距离计算模型以及预设的误差距离范围确定所述第一距离的取值范围的步骤，包括：

获取两个目标传感器之间的第一距离的多个预设值，根据所述多个预设值、预设的距离误差范围以及误差距离计算模型确定满足要求的l的取值范围。

6.一种传感器距离调整装置，其特征在于，包括：

传感器旋转模块，用于获取待检设备相对于传感器阵列的方位角和俯仰角，由此确定待检设备的估计位置；旋转所述传感器阵列，使得所述传感器阵列正对所述待检设备的估计位置；所述传感器阵列中的传感器均能接收待检设备发射的局部放电信号；

时间差值计算模块，用于获取传感器阵列中各个传感器接收到所述局部放电信号的时间，根据所述时间得到传感器阵列中两两传感器之间的时间差值；

时间差值输入模块，用于将所述时间差值输入预先建立的误差距离计算模型，所述误差距离计算模型为参数包括所述时间差值、距离误差以及两两传感器之间的第一距离的函数模型；所述距离误差为待检设备的估计位置与实际位置之间的距离；

传感器距离调整模块，用于将预设的距离误差范围作为约束条件，根据所述误差距离计算模型以及预设的距离误差范围确定所述第一距离的取值范围，根据所述取值范围调整传感器阵列中两两传感器之间的距离；

所述传感器阵列为设置在测向检测机器人上的传感器阵列，所述传感器阵列中包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，初始时第一传感器与第二传感器的连线、第一传感器与第三传感器的连线两者相互垂直；

所述传感器旋转模块还用于确定第一传感器与第二传感器的连线的第一中垂面，确定第一传感器与第三传感器的连线的第二中垂面；旋转所述传感器阵列，直到所述待检设备的估计位置同时属于所述第一中垂面和第二中垂面。

7.根据权利要求6所述的传感器距离调整装置，其特征在于，初始时所述第二中垂面与水平面平行，所述方位角为所述待检设备相对于所述第一中垂面的夹角，所述俯仰角为所述待检设备相对于所述第二中垂面的夹角。

8.根据权利要求6所述的传感器距离调整装置，其特征在于，

所述传感器距离调整装置还包括：三角形构建模块，用于选择第一传感器、第二传感器和第三传感器中的任意两个作为目标传感器，所述待检设备的估计位置与两个目标传感器构成第一三角形，所述待检设备的实际位置与两个目标传感器构成第二三角形；计算模型建立模块，用于将所述第一三角形和第二三角形近似为同底等高三角形，根据所述距离误差以及同底等高三角形的关系函数建立误差距离计算模型。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一所述的传感器距离调整方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至5任一所述的传感器距离调整方法的步骤。