CN108761538B - 一种非接触式线路扫描仪及检测方法 - Google Patents

一种非接触式线路扫描仪及检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108761538B
CN108761538B CN201810499139.3A CN201810499139A CN108761538B CN 108761538 B CN108761538 B CN 108761538B CN 201810499139 A CN201810499139 A CN 201810499139A CN 108761538 B CN108761538 B CN 108761538B
Authority
CN
China
Prior art keywords
scanner
module
line
displacement
encoder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810499139.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108761538A (zh
Inventor
张霄
刘鑫
郭雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN201810499139.3A priority Critical patent/CN108761538B/zh
Publication of CN108761538A publication Critical patent/CN108761538A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108761538B publication Critical patent/CN108761538B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices

Abstract

本发明公开一种非接触式线路扫描仪及检测方法，该扫描仪由扫描传感模块、位移滚动模块、位移测距模块、信息处理模块、水平检测模块、信息交互模块组成。扫描传感模块用于检测线路信号；位移滚动模块用于装置移动、水平位移测量；位移测距模块用于测量垂直方向距离；信息处理模块用于多模块信息融合；水平检测模块用于保持装置水平移动；信息交互模块用于信息报警、提示。本发明一种非接触式线路扫描仪具有如下优点：不需接触便可探测线路位置，检测方便，具有较高的集成化、智能化。

Description

一种非接触式线路扫描仪及检测方法
技术领域
本发明涉及线路扫描仪的技术领域，具体涉及一种非接触式线路扫描仪及检测方法，可用于隐蔽线路的检测。
背景技术
为了安全和美观，建筑设施和飞机等系统的线路一般都分布在隐蔽的地方，当线路出现故障时难以检测和排查。如何对故障线路准确定位成为困扰维修工程师的难题。
现有的线路探测方法，通常为接触式线路探测。在检测隐蔽线路时，比如墙体中的线路，通常需要向墙体钻孔，引入电极来探测，这样的探测方法容易损坏探测目标，给探测带来不便。如中国专利201610145867.5，一种磁场探测电力线路检测装置，中国专利201180061184.7，线路探测器，均为接触式探测器，需要已知线路位置，并且容易对线路造成损害；中国专利201720510885.9，手持式可视管道线路探测热像仪没有水平保持以及垂直位移测量模块，并且不具备穿透性探测功能，一般用于隧道等线路透明的地方，容易出现漏检的情况。所以，目前急需一种非接触式的线路扫描探测装置，在不损害探测目标的情况下，实现高准确性、高可靠性的线路检测。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种非接触式线路扫描仪装置，利用加速度计、激光测距传感器保证装置水平滑动探测，同时保证垂直方向不会出现漏检的情况。利用滑动轮进行非接触式探测移动，并且利用编码器实时计算滑动轮的位移距离，得到被探测线路的位置，将线路位置通过显示屏显示，并语音提示。该装置人性化，使用方便，检测准确度高，是一种可靠的非接触线路扫描仪。
本发明采用的技术方案为：一种非接触式线路扫描仪，该扫描仪由扫描传感模块、位移滚动模块、位移测距模块、信息处理模块、水平检测模块、信息交互模块组成，扫描传感模块用于检测线路信号；位移滚动模块用于装置移动、水平位移测量；位移测距模块用于测量垂直方向距离；信息处理模块用于多模块信息融合；水平检测模块用于保持装置水平移动；信息交互模块用于信息报警、提示。
其中，位移测距模块由激光测距传感器组成，安装在扫描仪最前端，保证垂直方向不会漏检线路。
其中，扫描传感模块包括阵列式磁强计或者LC谐振电路单元，用于线路信息的探测，还原线路位置图像。
其中，位移滚动模块由滑动轮和编码器组成，用于水平位移测量和扫描仪移动。
其中，水平检测模块由加速度计组成，用于提示用户保持线路扫描仪水平移动。
一种非接触式线路扫描仪的检测方法，实现步骤如下：
步骤(1)利用激光测距传感器确定装置在垂直方位上的初始位置；
步骤(2)在加速度计的作用下，利用手持结构和两个滑动轮，水平滑动扫描仪，实现线路的水平非接触探测；
步骤(3)利用滑动轮的编码器计算滑动的距离；
步骤(4)当线路扫描仪探测到线路时，编码器计算出此刻的位置，并通过显示屏显示、语音模块提示，然后继续水平滑动；
步骤(5)当滑动到末端时，绘制探测值曲线，还原线路位置图像。然后，垂直下移扫描仪，并利用激光测距传感器保证下移距离不超过扫描面的长度；
步骤(6)继续水平滑动扫描仪，进行线路探测。
本发明的原理在于：
(1)所述的激光测距传感器位于扫描仪上端，为准确得到扫描仪垂直方向的距离，激光测距传感器需要水平安装，实现利用激光测距传感器确定扫描仪在垂直方位上的初始位置；其另一用途是要通过测量垂直位移，保证下移距离不超过扫描仪长度。
(2)所述的两个滑动轮位于扫描仪上下两端，所述的手持结构位于扫描仪最下端，利用手持结构，滚动滑动轮，实现扫描仪滑动非接触检测。
(3)所述的两个编码器分别与两个滑动轮匹配，采用脉冲计数的方法，实时计算滑动距离。
(4)所述的加速度计需水平安装在扫描仪表面，CPU实时获取其数据得到扫描仪水平姿态，用于提示操作者实时调整扫描仪的水平度。
(5)所述的显示屏和语音模块位于扫描仪上表面，当线路扫描仪探测到线路时，编码器计算出此刻的位置，并通过显示屏显示、语音模块提示，这种面向对象的装置给用户提供了方便。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1.本装置通过非接触的方式，扫描线路并还原线路位置图像，从而准确得到线路位置。
2.本装置采用多传感器智能融合，利用加速度计保证探测面水平移动，激光测距传感器减少垂直方向漏检的可能性，编码器实时计算线路位置。从而实现装置人性化、智能化、高检测精度的功能。
附图说明
图1为本发明一种非接触式线路扫描仪的结构示意图；
图2为本发明检测流程图。
图中：1为激光测距模块，2为滑动轮，3为编码器，4为手持结构，5为加速度传感器，6为显示、报警及CPU模块，7为线路扫描传感模块。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明一种非接触式线路扫描仪，包括激光测距模块1，滑动轮2，编码器3，手持结构4，加速度传感器5，显示、报警及CPU模块6，线路扫描传感模块7。
一种非接触式线路扫描仪的检测方法的具体实现步骤如下：
(1)、激光测距模块1位于扫描仪最上端，为准确得到扫描仪垂直方向的距离，激光测距传感器需要水平安装，利用激光在待测距离上往返产生的相位移推算出光束度越时间Δt，从而根据公式1.1，c为光速。得到待测物体距离障碍物的距离s。所以，我们在线路扫描仪上端安装激光测距传感器，用来确定垂直方向上扫描仪的位置。保证下移距离不超过扫描面的长度。
s＝c×Δt (1.1)
(2)、将两个滑动轮2安装在扫描仪上下两端，利用手持结构4，滚动滑动轮，加速度传感器5水平安装在扫描仪表面，加速度计X、Y两轴的输出可以显示当前扫描仪是否水平，我们通过调节扫描仪的水平姿态，使得加速度计X、Y输出为零，从而保证滑轮水平移动。
(3)、将两个编码器3分别通过两个传动轮转接到两个滑动轮一侧，编码器可以通过脉冲计数的方式计算出滑动轮走过的距离。设编码器单位时间即1s，测取的脉冲数为count，可以通过CPU的定时器定时来获取。编码器齿轮直径L1，和编码器传动轮直径为L2，和传动轮为同心圆关系的滑动轮直径为L3。编码器转一圈发出的脉冲数为512，单位时间编码器的位移：
S1＝(count/512)×π×L1 (1.2)
因为传动轮与编码器为传动关系所以传动轮的位移S2＝S1，由此可得传动轮转的圈数Q1＝S2/(π×L2)；由于传动轮与滑动轮为同心圆关系所以轮胎转的圈数Q2＝Q1；由此可得滑动轮单位时间的位移S3＝Q2×π×L3。所以T时间内载体的位移为：
S4＝S3×T＝((count/512)×π×L1)/(π×L2)×π×L3×T (1.3)
(4)线路扫描传感模块7由阵列式的磁强计或者LC谐振模块组成，位于扫描仪背面，当扫描仪输出值出现跳变时，则此处便是线路的位置，编码器计算出此刻的位置，并通过信息交互模块6提示，然后继续水平滑动。其中信息交互模块6包括显示屏、语音提示模块，安装在扫描仪正表面，便于用户实时查看。
(5)当滑动到末端时，通过扫描仪记录的整个滑动过程的探测值，绘制出探测值曲线，由此还原线路位置图像。然后，垂直下移扫描仪，并利用激光测距传感器保证下移距离不超过扫描面的长度；
(6)重复(1)-(5)过程，继续水平滑动扫描仪，进行线路探测。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种非接触式线路扫描仪，其特征在于：该扫描仪由扫描传感模块、位移滚动模块、位移测距模块、信息处理模块、水平检测模块、信息交互模块组成，扫描传感模块用于检测线路信号；位移滚动模块用于装置移动、水平位移测量；位移测距模块用于测量垂直方向距离；信息处理模块用于多模块信息融合；水平检测模块用于保持装置水平移动；信息交互模块用于信息报警、提示；
位移测距模块由激光测距传感器组成，安装在扫描仪最前端，保证垂直方向不会漏检线路；
扫描传感模块包括阵列式磁强计或者LC谐振电路单元，用于线路信息的探测，还原线路位置图像；
位移滚动模块由滑动轮和编码器组成，用于水平位移测量和扫描仪移动；
水平检测模块由加速度计组成，用于提示用户保持线路扫描仪水平移动；
工作方式如下：
(1)、激光测距模块位于扫描仪最上端，为准确得到扫描仪垂直方向的距离，激光测距传感器需要水平安装，利用激光在待测距离上往返产生的相位移推算出光束度越时间Δt，从而根据公式1.1，c为光速，得到待测物体距离障碍物的距离s，所以，在线路扫描仪上端安装激光测距传感器，用来确定垂直方向上扫描仪的位置，保证下移距离不超过扫描面的长度，
s＝c×Δt (1.1)
(2)、将两个滑动轮安装在扫描仪上下两端，利用手持结构，滚动滑动轮，加速度传感器水平安装在扫描仪表面，加速度计X、Y两轴的输出显示当前扫描仪是否水平，通过调节扫描仪的水平姿态，使得加速度计X、Y输出为零，从而保证滑轮水平移动；
(3)、将两个编码器分别通过两个传动轮转接到两个滑动轮一侧，编码器通过脉冲计数的方式计算出滑动轮走过的距离，设编码器单位时间即1s，测取的脉冲数为count，通过CPU的定时器定时来获取，编码器齿轮直径L1，和编码器传动轮直径为L2，和传动轮为同心圆关系的滑动轮直径为L3，编码器转一圈发出的脉冲数为512，单位时间编码器的位移：
S1＝(count/512)×π×L1 (1.2)
因为传动轮与编码器为传动关系所以传动轮的位移S2＝S1，由此可得传动轮转的圈数Q1＝S2/(π×L2)；由于传动轮与滑动轮为同心圆关系所以轮胎转的圈数Q2＝Q1；由此可得滑动轮单位时间的位移S3＝Q2×π×L3，所以T时间内载体的位移为：
S4＝S3×T＝((count/512)×π×L1)/(π×L2)×π×L3×T (1.3)
(4)线路扫描传感模块由阵列式的磁强计或者LC谐振模块组成，位于扫描仪背面，当扫描仪输出值出现跳变时，则此处便是线路的位置，编码器计算出此刻的位置，并通过信息交互模块提示，然后继续水平滑动，其中信息交互模块包括显示屏、语音提示模块，安装在扫描仪正表面，便于用户实时查看；
(5)当滑动到末端时，通过扫描仪记录的整个滑动过程的探测值，绘制出探测值曲线，由此还原线路位置图像，然后，垂直下移扫描仪，并利用激光测距传感器保证下移距离不超过扫描面的长度；
(6)重复(1)-(5)过程，继续水平滑动扫描仪，进行线路探测。
CN201810499139.3A 2018-05-23 2018-05-23 一种非接触式线路扫描仪及检测方法 Active CN108761538B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810499139.3A CN108761538B (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种非接触式线路扫描仪及检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810499139.3A CN108761538B (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种非接触式线路扫描仪及检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108761538A CN108761538A (zh) 2018-11-06
CN108761538B true CN108761538B (zh) 2020-12-22

Family

ID=64004892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810499139.3A Active CN108761538B (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种非接触式线路扫描仪及检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108761538B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109917411B (zh) * 2019-04-17 2023-04-18 重庆大学 基于激光测距和三轴加速度计的障碍物检测装置及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008058457A1 (de) * 2008-11-21 2010-06-02 Hilti Aktiengesellschaft Verfahren und handgeführter Sensor mit adaptiver Detektionsschwelle zur Detektion von in Bauwerkuntergründen eingebetteten Fremdobjekten
CN203132530U (zh) * 2013-03-08 2013-08-14 王天石 多功能测距仪
CN204945396U (zh) * 2015-09-06 2016-01-06 金华马卡科技有限公司 一种带距离显示和水平仪的多功能墙体探测仪
CN206259480U (zh) * 2016-12-23 2017-06-16 武汉科技大学 一种用于墙体检测的透视雷达天线移动支架
CN206460180U (zh) * 2017-01-11 2017-09-01 厦门大学嘉庚学院 一种基于电感传感器的墙体电线走向探测装置
CN206619683U (zh) * 2017-03-27 2017-11-07 湖北省建筑科学研究设计院 一种双通道探地雷达天线支架

Also Published As

Publication number Publication date
CN108761538A (zh) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2748786C1 (ru) Робот и способ измерения пространственной кривой трубопровода
CN101685005B (zh) 汽车轮廓尺寸测量机
CN201297927Y (zh) 汽车轮廓尺寸测量机
EP0839750A2 (en) Method for level monitoring with improved accuracy of an elevator car
CN103335601B (zh) 一种运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置
CN104181547B (zh) 一种基于阵列探测单元的三维激光成像系统及成像方法
CN112172862A (zh) 一种多功能轨道检测系统
CN104567700A (zh) 一种车辆尺寸的在线测量装置
CN104833317A (zh) 基于对称双线激光角度可控的中厚钢板形貌检测系统及其方法
CN102032895A (zh) 具有测距功能的电子装置、测距系统及测距方法
CN108761538B (zh) 一种非接触式线路扫描仪及检测方法
CN105403162A (zh) 半挂车外轮廓尺寸的自动检测方法
CN105423924A (zh) 声屏障的在线测量方法和系统
CN107014296A (zh) 综合巡检车接触网巡检系统高速定位触发方法及装置
CN106646482A (zh) 输电线距离检测方法、装置及系统
CN108363066B (zh) 一种高精度的距离测量方法
CN106980032A (zh) 汽车加速度检测装置及检测方法
CN104267205B (zh) 一种道路车辆行驶速度垂向测速仪及方法
CN110230992A (zh) 一种用于地下电缆通道的移动三维激光扫描装置
CN113048953A (zh) 一种水位流速流量监测无人机及方法
CN110530281A (zh) 基于二维激光扫描仪的罐道形变测量装置
KR102508690B1 (ko) 하이퍼 튜브 차량의 주행 정보 취득장치 및 그 속도 취득방법
CN205383996U (zh) 机动车外廓检测仪
CN101093255A (zh) 运动检测装置及方法
CN110726994A (zh) 背散射检查车相对位移测量系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant