CN110280911B - 激光远程异物清除仪自动来回切割的方法和结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光远程异物清除仪自动来回切割的方法和结构，其中，所述方法包括设定切割终点、n个切割中间点、切割起点，并分别获取切割终点、n个切割中间点及切割起点的方位数据，通过所设定的切割时间，自动计算激光发射头俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，并通过所设定来回切割次数，使激光发射头沿切割路径来回切割，直到达到所设定的来回切割次数；本发明、方法简单、结构紧凑，不仅可以实现对复杂切割路径的高精度切割，而且可以实现自动来回反复切割，切割路线一致性好，切割效率高，尤其适用于需要进行来回切割的场合、切割空间受限的场合以及异物厚度分布不均，且差异较大的场合。

Description

激光远程异物清除仪自动来回切割的方法和结构

技术领域

本发明涉及输变电技术领域，具体涉及一种激光远程异物清除仪自动来回切割的方法和结构。

背景技术

激光远程异物清除仪，用于对悬挂或缠绕在裸露的电力高压输电线上的异物，例如塑料、防尘网、广告布、气球、风筝等，或生长在裸露电力高压输电线下方的超高树障等异物，进行远程、非接触清除，具有精准、安全、高效等优点，是电力高压输电线路异物清除的利器。

激光远程异物清除仪通常由激光器、激光发射头、瞄准镜、云台、电源、三脚架和相关的控制组件构成，激光器与激光发射头相连，瞄准镜设置于激光发射头，激光发射头设置于云台，云台设置于三脚架；云台用于调节激光发射头的俯仰角和方位角，使得瞄准镜可以对准需要清除的异物；激光器用于产生激光，并从激光发射头射出，使激光光斑照射在异物上，从而实现对异物的清除。

激光远程异物清除仪可以清除的异物种类多，在实际使用场景中，异物的形态各异；有的异物需要高精度瞄准，然后定点清除；有的异物面积大，不能采用定点清除的方式，需要进行切割清除，即激光光斑在异物上沿着某个方向移动，从而将异物切断；有的异物厚度大，单次切割不能切断异物，需要进行来回反复切割。

然而，现有技术中常用的激光远程异物清除仪，通常采用手柄作为控制器，通过手指不断敲击或一直按压手柄上按键的方式，控制二维转台做一维运动，从而控制发射激光光轴做一维运动，实现对异物的切割；不仅操作麻烦，而且，切割的好坏与操作者的经验相关，尤其是当需要切割的路径比较复杂时，人工手动操作很难保证切割的精度，当需要进行来回反复切割时，人工手动操作很难保证来回的切割路线一致，从而导致切割效率低。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种激光远程异物清除仪自动来回切割的方法和结构，不仅可以实现对复杂路径的高精度切割，而且可以实现自动来回反复切割，切割路线一致性好，切割效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

激光远程异物清除仪自动来回切割的方法，包括以下步骤：

步骤1、设定切割终点，通过调节云台使激光发射头的瞄准点对准所述切割终点，并记录此时激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为最终俯仰角和最终方向角；

步骤2、设定n个切割中间点，分别记为第n切割中间点，n为自然数，通过调节云台使激光发射头的瞄准点分别对准各切割中间点，并分别记录激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为第n俯仰角和第n方向角；

步骤3、设定切割起点，通过调节云台使激光发射头的瞄准点对准所述切割起点，并记录此时激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为初始俯仰角和初始方向角；

步骤4、按从切割起点、第n切割中间点、第n-1切割中间点，…，第1切割中间点、切割终点的顺序，分别计算相邻两点之间的俯仰角的变化量和方向角的变化量，并计算从切割起点到切割终点之间俯仰角的总变化量和方向角的总变化量，通过所设定的切割时间，计算激光发射头俯仰角的调节速度和方向角的调节速度；

步骤5、设定来回切割次数，并按所述俯仰角的调节速度和方向角的调节速度调节激光发射头的方位，当监测到激光发射头的方位与所述切割终点相同时，完成1次来回切割；然后按所述俯仰角的调节速度和方向角的调节速度反向调节激光发射头的方位，当监测到激光发射头的方位与所述切割起点相同时，完成2次来回切割；如此循环，直到来回切割的次数达到所设定的来回切割次数。

优选的，所述步骤4中，俯仰角的总变化量等于各相邻两点之间的俯仰角的变化量的总和，方向角的总变化量等于各相邻两点之间的方向角的变化量的总和；激光发射头俯仰角的调节速度等于俯仰角的总变化量除以所设定的切割时间，激光发射头方向角的调节速度等于方向角的总变化量除以所设定的切割时间。

激光远程异物清除仪的结构，包括激光发射头、处理器、云台、三脚架，所述云台为电动云台，云台固定于三脚架，并与所述处理器相连，所述激光发射头安装于所述云台，激光发射头包括激光发射口、成像模块、第一按钮、第二按钮、第三按钮以及第四按钮，所述成像模块包括成像探测器和显示屏，其中，

所述激光发射口用于射出激光，所述成像探测器和显示屏分别与所述处理器相连，显示屏用于显示成像探测器所采集的图像并在所显示的图像中标记出激光的瞄准点；

所述第一按钮、第二按钮、第三按钮以及第四按钮分别与处理器相连，第一按钮用于设定切割终点，并记录此时激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为最终俯仰角和最终方向角；第二按钮用于设定切割起点，并记录此时激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为初始俯仰角和初始方向角；第三按钮和第四按钮分别用于设定来回切割次数和切割一次的时间；

处理器用于根据所述切割终点和切割起点计算俯仰角的变化量和方向角的变化量，及根据所述切割一次的时间，计算俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，及控制云台根据所述调节速度在切割终点和切割起点之间来回调节，直至达到所述来回切割次数。

优选的，所述处理器为单片机或ARM芯片。

优选的，所述显示屏为触摸屏。

进一步的，还包括第五按钮，所述第五按钮与所述处理器相连，第五按钮用于设定n个切割中间点，n为正整数，并分别记录激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为第n俯仰角和第n方向角；

所述处理器用于按从切割起点、第n切割中间点、第n-1切割中间点，…，第1切割中间点、切割终点的顺序，分别计算相邻两点之间的俯仰角的变化量和方向角的变化量，并计算从切割起点到切割终点之间俯仰角的总变化量和方向角的总变化量，通过所述切割一次的时间，计算激光发射头俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，及控制云台根据所述调节速度在切割终点、切割中间点、切割起点之间来回调节，直至达到所述来回切割次数。

优选的，所述云台包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机用于在处理器的控制下调节云台的俯仰角，所述第二驱动电机用于在处理器的控制下调节云台的方向角。

优选的，所述第一驱动电机和第二驱动电机采用的是伺服电机或设置有编码器的步进电机。

优选的，所述瞄准点位于所述显示屏所显示图像的中心位置处。

优选的，所述激光发射头中激光的出射光路与所述成像探测器的成像光路共轴。

一种优选的方案中，还包括分光镜，所述分光镜设置于所述激光发射口内，且所述成像探测器设置于分光镜的一侧，激光经由所述分光镜射出激光发射口，成像光从激光发射口射入，并经分光镜射入所述成像探测器。

进一步的，还包括激光器，所述激光发射头还包括光纤接头、光学准直器、平面反射镜，所述激光器用于产生激光，激光器通过光纤与所述光纤接头相连，光学准直器和平面反射镜分别设置于激光发射头内，并分别位于激光的光路上，光学准直器用于对激光进行准直，平面反射镜用于使激光射向所述分光镜。

进一步的，还包括测距仪，所述测距仪安装或集成于所述激光发射头，测距仪用于探测激光发射头与异物之间的距离。

与现有技术相比，使用本发明提供的一种激光远程异物清除仪自动来回切割的方法和结构，方法简单、结构紧凑，不仅可以实现对复杂路径的高精度切割，而且可以实现自动来回反复切割，切割路线一致性好，切割效率高，尤其适用于需要进行来回切割的场合、切割空间受限的场合以及异物厚度分布不均，且差异较大的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明提供的激光远程异物清除仪自动来回切割的方法。

图2为本发明提供的一种切割路径。

图3为本发明提供的另一种切割路径。

图4为本发明提供的一种激光远程异物清除仪的系统框图。

图5为本发明提供的一种激光远程异物清除仪的结构示意图。

图6为本发明提供的一种切割路径。

图中标记说明

异物101、切割终点102、第1切割中间点103、第2切割中间点104、切割起点105，切割路径106，

激光发射头201，三脚架202，云台203，

激光发射口301，成像探测器302，显示屏303，处理器304，分光镜305，光纤接头306，光学准直器307，平面反射镜308，光纤309。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实施例中提供了一种激光远程异物101清除仪自动来回切割的方法，包括以下步骤：

步骤1、设定切割终点102，通过调节云台203使激光发射头201的瞄准点对准所述切割终点102，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为最终俯仰角和最终方向角。

即，激光发射头201设置在云台203上，云台203通常采用的是电动云台203，通过激光发射头201的成像显示屏或瞄准镜等部件，观察到所要进行切割的异物101，然后调节云台203，使得激光发射头201的瞄准点位于所要切割的异物101的一侧，并将该点作为切割终点102，如图2所示，并记录此时，激光发射头201(即云台203，因为云台203与激光发射头201连接成了一体)的俯仰角和方向角，并分别作为最终俯仰角和最终方向角。

可以理解，在本实施例中，俯仰角是指云台203在竖直面内的转动角度，方向角是指云台203在水平面内的转动角度，后文不再赘述。

步骤2、设定n个切割中间点，分别记为第n切割中间点，n为自然数，通过调节云台203使激光发射头201的瞄准点分别对准各切割中间点，并分别记录激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为第n俯仰角和第n方向角；

切割中间点的设置，有利于本激光远程异物101清除仪更适用于切割路径106比较复杂、切割条件较苛刻、切割精度较高的场合；在本实施例所提供的优选方案中，切割中间点的数目可以为0个、1个、2个，作为举例，如图2所示，在一种方案中，异物101的宽度较窄，形状较规则，通过一条笔直的切割线就可以完成对异物101的切割，此时，切割中间点的数目可以为0个；又如，如图3所示，在另一种方案中，异物101的形状不规则、或切割空间有额外的约束(如防止切割到电线等)，需要设置一套弯折的切割路径106，此时，作为举例，可以设置2切割中间点，分别为第1切割中间点103和第2切割中间点104，以便切割路径106可以在切割中间点进行弯折，以便满足切割的要求。

在本实施例中，通过各切割点之间的连线构成所述切割路径106，后文不再赘述。

在实际操作中，当切割终点102的位置确定之后，就可以依次设置若干切割中间点，并依次记录各切割中间点处激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为第n俯仰角和第n方向角，以便后面计算速度时使用。

步骤3、设定切割起点105，通过调节云台203使激光发射头201的瞄准点对准所述切割起点105，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为初始俯仰角和初始方向角；

当切割终点102的位置确定之后，或各切割中间点的位置确定之后，在云台203的带动下，此时的激光发射头201的瞄准点已经位于所要切割的异物101的另一侧，如图2所示，选择一个合适的位置作为切割起点105，并记录此时，激光发射头201(即云台203，因为云台203与激光发射头201连接成了一体)的俯仰角和方向角，并分别作为初始俯仰角和初始方向角。

此时，各切割点的位置已经确定完毕，从而使得切割路径106已经完全确定，只需控制激光发射头201的瞄准点从切割起点105、经由切割中间点移动到切割终点102，就可以实现激光沿确定的切割路径106切割异物101的效果。

进一步的，当切割起点105的位置确定之后，保持云台203的位置不变，以便使激光远程异物101清除仪可以直接从切割起点105开始沿切割路径106进行切割。

步骤4、按从切割起点105、第n切割中间点、第n-1切割中间点，…，第1切割中间点103、切割终点102的顺序，分别计算相邻两点之间的俯仰角的变化量和方向角的变化量，并计算从切割起点105到切割终点102之间俯仰角的总变化量和方向角的总变化量，通过所设定的切割时间，计算激光发射头201俯仰角的调节速度和方向角的调节速度；以便通过处理器304自动控制云台203按所计算出的速度运动。

在本实施例中，所述俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，可以优先采用角速度；在本实施例中，所述所设定的切割时间为从切割起点105移动到切割终点102或从切割终点102移动到切割起点105所需的时间。

在优选的方案中，俯仰角的总变化量等于各相邻两点之间的俯仰角的变化量的总和，方向角的总变化量等于各相邻两点之间的方向角的变化量的总和；激光发射头201俯仰角的调节速度等于俯仰角的总变化量除以所设定的切割时间，激光发射头201方向角的调节速度等于方向角的总变化量除以所设定的切割时间；从而使得，在整个切割过程中，俯仰角的调节速度相同，方向角的调节速度也相同。

步骤5、设定来回切割次数，并按所述俯仰角的调节速度和方向角的调节速度调节激光发射头201的方位，当监测到激光发射头201的方位与所述切割终点102相同时，完成1次来回切割；然后按所述俯仰角的调节速度和方向角的调节速度反向调节激光发射头201的方位，当监测到激光发射头201的方位与所述切割起点105相同时，完成2次来回切割；如此循环，直到来回切割的次数达到所设定的来回切割次数。

操作者可以根据需要设定来回切割次数，尤其适用于异物101较厚，需要来回反复切割的场合，在本实施例中，激光发射头201可以沿切割路径106从切割起点105切割到切割终点102，或从切割终点102切割到切割起点105，由于切割路径106相同，不仅可以难保证来回切割路线一致，使得切割效率显著提高，而且操作简单，可以实现自动来回切割，从而有效避免人工手动来回切割的弊端。

实施例2

根据实施例1中所提供的激光远程异物101清除仪自动来回切割的方法，本实施例2提供了一种激光远程异物101清除仪的结构，包括激光发射头201、处理器304、云台203、三脚架202，所述云台203为电动云台203，便于实现自动调节，云台203固定于三脚架202，并与所述处理器304相连，所述激光发射头201安装于所述云台203，即激光发射头201与云台203连接为一体，调节云台203的方位就等于调节激光发射头201的方位；

激光发射头201包括激光发射口301、成像模块、第一按钮、第二按钮、第三按钮以及第四按钮，所述成像模块包括成像探测器302和显示屏303，如图4所示，其中，

所述激光发射口301用于射出激光，所述成像探测器302和显示屏分别与所述处理器304相连，显示屏用于显示成像探测器302所采集的图像并在所显示的图像中标记出激光的瞄准点；在激光远程异物101清除仪出厂或使用之前，通常需要对激光远程异物101清除仪进行标校，从而建立激光出射光轴与目标成像光轴之间的对应关系，从而可以在显示屏才采集的图像中标记出激光瞄准点位置，以便在使用过程中，使用者可以清楚的知道瞄准点的实时位置，而对激光远程异物101清除仪的标校，可以采用现有技术中常用的标校手段或方法，这里不再赘述；

所述第一按钮、第二按钮、第三按钮以及第四按钮分别与处理器304相连，第一按钮用于设定切割终点102，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为最终俯仰角和最终方向角；第二按钮用于设定切割起点105，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为初始俯仰角和初始方向角；第三按钮和第四按钮分别用于设定来回切割次数和切割一次的时间；所述切割一次的时间是指沿切割路径106切割一次的时间。

处理器304用于根据所述切割终点102和切割起点105计算俯仰角的变化量和方向角的变化量，及根据所述切割一次的时间，计算俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，及控制云台203根据所述调节速度在切割终点102和切割起点105之间来回调节，使得从激光发射头201所射出的激光可以沿切割光路在切割终点102与切割起点105之间来回移动，直至达到所述来回切割次数时停止，从而实现对异物101的自动来回切割功能。

在优选的方案中，还包括存储器，存储器与处理器304相连，存储器用于存储最终俯仰角、最终方向角、初始俯仰角、初始方向角、来回切割次数和切割一次的时间等数据，以便处理器304在进行计算时，可以随时调用。

在优选的方案中，所述处理器304可以优先采用单片机或ARM芯片。

在优选的方案中，所述显示屏303可以为触摸屏，以便使用者可以更方便的输入数据，如输入来回切割次数、切割一次的时间等数据。

电动云台203是比较成熟的现有产品，其结构和功能，这里不再赘述；在本实施例所提供的优选的方案中，云台203包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机用于在处理器304的控制下调节云台203的俯仰角，所述第二驱动电机用于在处理器304的控制下调节云台203的方向角。

进一步的，第一驱动电机和第二驱动电机采用的是伺服电机或设置有编码器的步进电机；作为举例，当第一驱动电机采用设置有编码器的步进电机时，在需要调节云台203的俯仰角时，处理器304可以控制该步进电机转动，从而实现对俯仰角的调节，并在转动过程中，通过编码器实时向处理器304反馈步进电机的位置(即反馈俯仰角的调节情况)，从而使得达到所需要的位置时，处理器304可以及时控制步进电机停止转动。

在优选的方案中，所述瞄准点位于所述显示屏所显示图像的中心位置处，有利于使用者使用，同时更便于使用者设定各切割点。

在一种优选方案中，激光发射头201中激光的出射光路与所述成像探测器302的成像光路共轴，从而更有利于通过成像探测器302所采集的图像确定瞄准点的位置。作为举例，在本实施例所提供的一种优选的方案中，还包括分光镜305，所述分光镜305设置于所述激光发射口301内，且所述成像探测器302设置于分光镜305的一侧，激光经由所述分光镜305射出激光发射口301，成像光从激光发射口301射入，并经分光镜305射入所述成像探测器302，如图5所示，从而使得激光与成像光共光路。

如图5所示，进一步的，还包括激光器，所述激光发射头201还包括光纤接头306、光学准直器307、平面反射镜308，所述激光器用于产生激光，激光器通过光纤309与所述光纤接头306相连，光学准直器307和平面反射镜308分别设置于激光发射头201内，并分别位于激光的光路上，光学准直器307用于对激光进行准直，平面反射镜308用于使激光射向所述分光镜305。激光最终通过激光发射头201的所述激光发射口301射出。

在进一步的方案中，还包括测距仪，所述测距仪安装或集成于所述激光发射头201，测距仪用于探测激光发射头201与异物101之间的距离，以便确定所要清除的异物101位于激光的有效工作范围之内。

作为举例，使用本实施例所提供的激光远程异物101清除仪来回切割如图2所示的异物101的步骤为：

1、架设好激光远程异物101清除仪，使得异物101处于激光的有效射程之内。

2、调节云台203的俯仰角和方向角，使得异物101处于成像探测器302的有效视场中。

3、通过显示屏303查看异物101的位置及瞄准点的位置，并继续调节云台203的俯仰角和方向角，使得瞄准点位于异物101一侧，且比较接近异物101的位置处，按下第一按钮确定此时瞄准点所在的位置为切割终点102，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为最终俯仰角和最终方向角。

4、通过显示屏303查看异物101的位置及瞄准点的位置，并继续调节云台203的俯仰角和方向角，使得瞄准点位于异物101另一侧，且比较接近异物101的位置处，按下第二按钮确定此时瞄准点所在的位置为切割起点105，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为初始俯仰角和初始方向角。(处理器304在实际处理数据的过程中，也可以以切割终点102为参考，记录从切割终点102调节到切割起点105的过程中，云台203俯仰角的变化量和方向角的变化量，即可获得切割起点105的方位数据，在切割开始后，根据该变化量即可实现来回切割，这里不再赘述)

5、按下第三按钮，设定来回切割次数，作为举例，来回切割次数为2次。

6、按下第四按钮，设定切割一次的时间，作为举例，切割一次的时间为1分钟。

7、处理器304根据上述数据，计算出俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，并控制云台203按所述调节速度进行调节，从而使得激光可以沿如图2所示的切割路径106，从切割起点105移动到切割终点102，完成1次切割，然后又从切割终点102移动到切割起点105完成2次切割，然后停止；从而实现来回切割的功能；切割精度高，切割路线一致性好，切割效率高。

实施例3

本实施例3与上述实施例2的主要区别在于，本实施例所提供的一种激光远程异物101清除仪的结构中，还包括第五按钮，所述第五按钮与所述处理器304相连，第五按钮用于设定n个切割中间点，n为正整数，并分别记录激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为第n俯仰角和第n方向角；

所述处理器304用于按从切割起点105、第n切割中间点、第n-1切割中间点，…，第1切割中间点103、切割终点102的顺序，分别计算相邻两点之间的俯仰角的变化量和方向角的变化量，并计算从切割起点105到切割终点102之间俯仰角的总变化量和方向角的总变化量，通过所述切割一次的时间，计算激光发射头201俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，及控制云台203根据所述调节速度在切割终点102、切割中间点、切割起点105之间来回调节，直至达到所述来回切割次数。

作为举例，使用本实施例所提供的激光远程异物101清除仪来回切割如图6所示的异物101时，异物101的厚度不均，图中虚线内的区域厚度较薄、容易切断，若采用直线切割，需要的时间较长，效率低，此时可以设置切割中间点，使得切割曲线可以沿厚度较薄的区域进行布置，以便提高切割效率，作为举例，切割中间点的数目可以为1个，并记为第1切割中间点103，具体的操作步骤为：

1、架设好激光远程异物101清除仪，使得异物101处于激光的有效射程之内。

2、调节云台203的俯仰角和方向角，使得异物101处于成像探测器302的有效视场中。

3、通过显示屏303查看异物101的位置及瞄准点的位置，并继续调节云台203的俯仰角和方向角，使得瞄准点位于异物101一侧，且比较接近异物101的位置处，按下第一按钮确定此时瞄准点所在的位置为切割终点102，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为最终俯仰角和最终方向角。

4、通过显示屏303查看异物101的位置及瞄准点的位置，并继续调节云台203的俯仰角和方向角，使得瞄准点位于异物101中间位置处，按下第五按钮确定此时瞄准点所在的位置为第1切割中间点103，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为第1俯仰角和第1方向角。

5、通过显示屏303查看异物101的位置及瞄准点的位置，并继续调节云台203的俯仰角和方向角，使得瞄准点位于异物101另一侧，且比较接近异物101的位置处，按下第二按钮确定此时瞄准点所在的位置为切割起点105，并记录此时激光发射头201的俯仰角和方向角，分别作为初始俯仰角和初始方向角。

6、按下第三按钮，设定来回切割次数，作为举例，来回切割次数为2次。

7、按下第四按钮，设定切割一次的时间，作为举例，切割一次的时间为2分钟。

8、处理器304根据上述数据，计算出俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，并控制云台203按所述调节速度进行调节，从而使得激光可以沿如图6所示的切割路径106，从切割起点105、经由第1切割中间点103移动到切割终点102，完成1次切割，然后又从切割终点102、经由第1切割中间点103移动到切割起点105，完成2次切割，然后停止；从而实现来回切割的功能；切割精度高，切割路线一致性好，切割效率高，尤其适用于切割空间受限的场合及异物101厚度分布不均的场合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.激光远程异物清除仪自动来回切割的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、设定切割终点，通过调节云台使激光发射头的瞄准点对准所述切割终点，并记录此时激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为最终俯仰角和最终方向角；

步骤2、设定n个切割中间点，分别记为第n切割中间点，n为自然数，通过调节云台使激光发射头的瞄准点分别对准各切割中间点，并分别记录激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为第n俯仰角和第n方向角；

步骤3、设定切割起点，通过调节云台使激光发射头的瞄准点对准所述切割起点，并记录此时激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为初始俯仰角和初始方向角；

步骤4、按从切割起点、第n切割中间点、第n-1切割中间点，…，第1切割中间点、切割终点的顺序，分别计算相邻两点之间的俯仰角的变化量和方向角的变化量，并计算从切割起点到切割终点之间俯仰角的总变化量和方向角的总变化量，通过所设定的切割时间，计算激光发射头俯仰角的调节速度和方向角的调节速度；

步骤5、设定来回切割次数，并按所述俯仰角的调节速度和方向角的调节速度调节激光发射头的方位，当监测到激光发射头的方位与所述切割终点相同时，完成1次来回切割；然后按所述俯仰角的调节速度和方向角的调节速度反向调节激光发射头的方位，当监测到激光发射头的方位与所述切割起点相同时，完成2次来回切割；如此循环，直到来回切割的次数达到所设定的来回切割次数。

2.根据权利要求1所述的激光远程异物清除仪自动来回切割的方法，其特征在于，所述步骤4中，俯仰角的总变化量等于各相邻两点之间的俯仰角的变化量的总和，方向角的总变化量等于各相邻两点之间的方向角的变化量的总和；激光发射头俯仰角的调节速度等于俯仰角的总变化量除以所设定的切割时间，激光发射头方向角的调节速度等于方向角的总变化量除以所设定的切割时间。

3.激光远程异物清除仪的结构，其特征在于，包括激光发射头、处理器、云台、三脚架，所述云台为电动云台，云台固定于三脚架，并与所述处理器相连，所述激光发射头安装于所述云台，激光发射头包括激光发射口、成像模块、第一按钮、第二按钮、第三按钮、第四按钮以及第五按钮，所述成像模块包括成像探测器和显示屏，其中，

所述激光发射口用于射出激光，所述成像探测器和显示屏分别与所述处理器相连，显示屏用于显示成像探测器所采集的图像并在所显示的图像中标记出激光的瞄准点；

所述第一按钮、第二按钮、第三按钮、第四按钮以及第五按钮分别与处理器相连，第一按钮用于设定切割终点，并记录此时激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为最终俯仰角和最终方向角；第二按钮用于设定切割起点，并记录此时激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为初始俯仰角和初始方向角；第三按钮和第四按钮分别用于设定来回切割次数和切割一次的时间；

处理器用于根据所述切割终点和切割起点计算俯仰角的变化量和方向角的变化量，及根据所述切割一次的时间，计算俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，及控制云台根据所述调节速度在切割终点和切割起点之间来回调节，直至达到所述来回切割次数；

第五按钮用于设定n个切割中间点，n为正整数，并分别记录激光发射头的俯仰角和方向角，分别作为第n俯仰角和第n方向角；所述处理器用于按从切割起点、第n切割中间点、第n-1切割中间点，…，第1切割中间点、切割终点的顺序，分别计算相邻两点之间的俯仰角的变化量和方向角的变化量，并计算从切割起点到切割终点之间俯仰角的总变化量和方向角的总变化量，通过所述切割一次的时间，计算激光发射头俯仰角的调节速度和方向角的调节速度，及控制云台根据所述调节速度在切割终点、切割中间点、切割起点之间来回调节，直至达到所述来回切割次数。

4.根据权利要求3所述的激光远程异物清除仪的结构，其特征在于，所述处理器为单片机或ARM芯片。

5.根据权利要求3所述的激光远程异物清除仪的结构，其特征在于，所述云台包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机用于在处理器的控制下调节云台的俯仰角，所述第二驱动电机用于在处理器的控制下调节云台的方向角；所述第一驱动电机和第二驱动电机采用的是伺服电机或设置有编码器的步进电机。

6.根据权利要求3-5任一所述的激光远程异物清除仪的结构，其特征在于，所述激光发射头中激光的出射光路与所述成像探测器的成像光路共轴。

7.根据权利要求6所述的激光远程异物清除仪的结构，其特征在于，还包括分光镜，所述分光镜设置于所述激光发射口内，且所述成像探测器设置于分光镜的一侧，激光经由所述分光镜射出激光发射口，成像光从激光发射口射入，并经分光镜射入所述成像探测器。

8.根据权利要求7所述的激光远程异物清除仪的结构，其特征在于，还包括激光器，所述激光发射头还包括光纤接头、光学准直器、平面反射镜，所述激光器用于产生激光，激光器通过光纤与所述光纤接头相连，光学准直器和平面反射镜分别设置于激光发射头内，并分别位于激光的光路上，光学准直器用于对激光进行准直，平面反射镜用于使激光射向所述分光镜。

9.根据权利要求6所述的激光远程异物清除仪的结构，其特征在于，还包括测距仪，所述测距仪安装或集成于所述激光发射头，测距仪用于探测激光发射头与异物之间的距离。