CN111238388B - 一种高空支架形态监测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高空支架形态监测装置，包括：基板、驱动机构、扫描仪和控制模块；基板上设有螺旋形的平面导轨，平面导轨位于跟踪支架下方；扫描仪滑动安装在平面导轨上，驱动机构驱动扫描仪沿着平面导轨来回运动，扫描仪的摄像头视角竖直朝上设置；控制模块与扫描仪连接，控制模块用于获取扫描仪在运动过程中扫描的多张扫描图片，并从各扫描图片上截取显微区域用于合成跟踪支架下移显微图片，控制模块用于根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片监测跟踪支架形变趋势。本发明可保证跟踪支架安全监测的可靠和危险预警的及时性。

Description

一种高空支架形态监测装置和方法
技术领域
本发明涉及工矿安全监测技术领域，尤其涉及一种高空支架形态监测装置和方法。
背景技术
跟踪支架作为支撑光伏组件并带动光伏组件跟随太阳转动，以保证光伏组件受光面积的配件，其在光伏农业中是必不可少的。为了保证光伏组件的受光与农作物受光的平衡，光伏组件都是高空架设，一旦坠落，不仅会砸坏农作物，同时也会损毁光伏组件，造成重大的经济损失，故而，如何监测高空架设的光伏组件的安装安全，非常重要。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高空支架形态监测装置。
本发明提出的一种高空支架形态监测装置，包括：基板、驱动机构、扫描仪和控制模块；
基板上设有螺旋形的平面导轨，平面导轨位于跟踪支架下方；扫描仪滑动安装在平面导轨上，驱动机构安装在基板上，其与扫描仪连接，用于驱动扫描仪沿着平面导轨来回运动，扫描仪的摄像头视角竖直朝上设置；
控制模块与扫描仪连接，控制模块用于获取扫描仪在运动过程中扫描的多张扫描图片，并从各扫描图片上截取显微区域用于合成跟踪支架下移显微图片；显微区域为扫描图片上半径为预设阈值的中心区域；
每一张跟踪支架下移显微图片均对应一次扫描仪的单向运动，控制模块用于根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片监测跟踪支架形变趋势。
优选地，还包括显示模块，显示模块安装在基板上，并位于远离平面导轨的一侧；控制模块还用于根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片绘制跟踪支架向下形变趋势图，显示模块用于对形变趋势图和最近一次的跟踪支架下移显微图片进行显示。
优选地，包括以下步骤：
S1、驱动扫描仪在跟踪支架下方的水平面上螺旋形滑动，并在滑动过程中周期性采集跟踪支架仰视图；
S2、截取一次单向运动中采集的各跟踪支架仰视图的显微区域，然后合成跟踪支架下移显微图片；显微区域为扫描图片上半径为预设阈值的中心区域；
S3、根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片，推断跟踪支架形变趋势。
优选地，步骤S2具体为：在扫描仪自起点到终点的单向运动过程中，截取采集的各跟踪支架仰视图的显微区域，然后合成跟踪支架下移显微图片；起点为扫描仪螺旋形滑动轨迹的中心端点，终点为扫描仪螺旋形滑动轨迹的外周端点。
优选地，步骤S2中预设阈值与步骤S1中跟踪支架仰视图的采集周期成正比。
优选地，步骤S3具体为：实时计算获取的跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架相对于第一副跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架的形变距离，并根据形变距离的变化趋势绘制跟踪支架形变趋势图；
优选地，还包括步骤S4、对最近获取的跟踪支架下移显微图片和跟踪支架形变趋势图进行显示。
优选地，还包括步骤S5：将最近获取的跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架相对于第一副跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架的形变距离作为监测值，将监测值与预设的预警值进行对比，根据对比结果进行危险报警。
本发明提出的一种高空支架形态监测装置和方法，通过扫描仪的螺旋形运动，对跟踪支架形态的不同方位的采集，可保证对跟踪支架的全方位监测；通过截取显微区域合成跟踪支架下移显微图片，有利于最终合成的跟踪支架下移显微图片对于跟踪支架的真实映射和细节体现，从而可保证跟踪支架安全监测的可靠和危险预警的及时性。
本发明提出的一种高空支架形态监测装置和方法，在满足监测需求的情况下，既能保证工人安全，又能持续监测，回收循环使用，具有随架安装，操作容易，自动化程度高，监测精准的特点。
附图说明
图1为本发明提出的一种高空支架形态监测方法流程图。
具体实施方式
本发明提出的一种高空支架形态监测装置，包括：基板、驱动机构、扫描仪、显示模块和控制模块。
基板上设有螺旋形的平面导轨，平面导轨位于跟踪支架下方。扫描仪滑动安装在平面导轨上，驱动机构安装在基板上，其与扫描仪连接，用于驱动扫描仪沿着平面导轨来回运动。如此，可实现对跟踪支架形态的不同方位的采集，以保证对跟踪支架的全方位监测。本实施方式中，扫描仪的摄像头视角竖直朝上设置，以保证扫描图像的精确。
控制模块与扫描仪连接，控制模块用于获取扫描仪在运动过程中扫描的多张扫描图片，并从各扫描图片上截取显微区域用于合成跟踪支架下移显微图片。显微区域为扫描图片上半径为预设阈值的中心区域。扫描图片上位于扫描仪摄像头垂直视线上的图像最精细，通过截取显微区域合成跟踪支架下移显微图片，有利于最终合成的跟踪支架下移显微图片对于跟踪支架的真实映射和细节体现。
每一张跟踪支架下移显微图片均对应一次扫描仪的单向运动，控制模块用于根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片监测跟踪支架形变趋势。具体的，控制模块可获取当前跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架和第一幅跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架的相对形变距离的变化趋势作为跟踪支架形变趋势。
具体实施时，为了保证对跟踪支架下移的准确判断，可以跟踪支架的转动轴为质点，以跟踪支架的转动轴的下移距离作为跟踪支架下移监测结果，即跟踪支架形变趋势。
显示模块安装在基板上，并位于远离平面导轨的一侧。控制模块还用于根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片绘制跟踪支架向下形变趋势图，显示模块用于对形变趋势图和最近一次的跟踪支架下移显微图片进行显示。
参照图1，以下提供一种高空支架形态监测方法，该方法可作为上述一种高空支架形态监测装置的工作方法。
S1、驱动扫描仪在跟踪支架下方的水平面上螺旋形滑动，并在滑动过程中周期性采集跟踪支架仰视图。具体的，本实施方式中，仅在扫描仪自起点到终点的单向运动过程中采集跟踪支架仰视图，起点为扫描仪螺旋形滑动轨迹的中心端点，终点为扫描仪螺旋形滑动轨迹的外周端点。
S2、截取一次单向运动中采集的各跟踪支架仰视图的显微区域，然后合成跟踪支架下移显微图片。显微区域为扫描图片上半径为预设阈值的中心区域。
本步骤中，具体的可将扫描仪在起点位置扫描的跟踪支架仰视图作为基础图片，然后每获取一张扫描图片即扫描仪运动开始后获取的跟踪支架仰视图，便截取新的跟踪支架仰视图的显微区域，并覆盖到基础图片的对应位置上。如此，通过图片覆盖，扫描仪的每一次单向运动都可获取一张对应的跟踪支架下移显微图片。
本实施方式中，预设阈值与步骤S1中跟踪支架仰视图的采集周期成正比，以保证图片合成的精确和精细。
S3、根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片，推断跟踪支架形变趋势。本步骤具体为：实时计算获取的跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架相对于第一副跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架的形变距离，并根据形变距离的变化趋势绘制跟踪支架形变趋势图。
S4、对最近获取的跟踪支架下移显微图片和跟踪支架形变趋势图进行显示，以便工作人员对跟踪支架的形变进行直观了解，及时发现异常。具体的，在本发明提出的一种高空支架形态监测装置中，显示模块可具体设置在安全通道中，即通过短距离通信保证了数据传输的稳定，又保证了观测人员的安全。
S6：将最近获取的跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架相对于第一副跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架的形变距离作为监测值，将监测值与预设的预警值进行对比，根据对比结果进行危险报警。具体的，当监测值大于或等于预警值，则进行危险报警。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高空支架形态监测装置，其特征在于，包括：基板、驱动机构、扫描仪和控制模块；
基板上设有螺旋形的平面导轨，平面导轨位于跟踪支架下方；扫描仪滑动安装在平面导轨上，驱动机构安装在基板上，其与扫描仪连接，用于驱动扫描仪沿着平面导轨来回运动，扫描仪的摄像头视角竖直朝上设置；
控制模块与扫描仪连接，控制模块用于获取扫描仪在运动过程中扫描的多张扫描图片，并从各扫描图片上截取显微区域，覆盖到起始位置扫描图片的对应位置上，得到跟踪支架下移显微图片；显微区域为扫描图片上半径为预设阈值的中心区域；
每一张跟踪支架下移显微图片均对应一次扫描仪的单向运动，控制模块用于根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片监测跟踪支架形变趋势；
所述的高空支架形态监测装置，还包括显示模块，显示模块安装在基板上，并位于远离平面导轨的一侧；控制模块还用于根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片绘制跟踪支架向下形变趋势图，显示模块用于对形变趋势图和最近一次的跟踪支架下移显微图片进行显示。
2.一种高空支架形态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、驱动扫描仪在跟踪支架下方的水平面上螺旋形滑动，并在滑动过程中周期性采集跟踪支架仰视图；
S2、将扫描仪在起点位置扫描的跟踪支架仰视图作为基础图片，然后每获取一张扫描图片即扫描仪运动开始后获取的跟踪支架仰视图，便截取新的跟踪支架仰视图的显微区域，并覆盖到基础图片的对应位置上；扫描仪的每一次单向运动都可获取一张对应的跟踪支架下移显微图片；
S3、根据顺序获取的跟踪支架下移显微图片，推断跟踪支架形变趋势。
3.如权利要求2所述的高空支架形态监测方法，其特征在于，步骤S2具体为：在扫描仪自起点到终点的单向运动过程中，截取采集的各跟踪支架仰视图的显微区域，然后更新覆盖得到跟踪支架下移显微图片；起点为扫描仪螺旋形滑动轨迹的中心端点，终点为扫描仪螺旋形滑动轨迹的外周端点。
4.如权利要求2所述的高空支架形态监测方法，其特征在于，步骤S2中预设阈值与步骤S1中跟踪支架仰视图的采集周期成正比。
5.如权利要求2或3或4所述的高空支架形态监测方法，其特征在于，步骤S3具体为：实时计算获取的跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架相对于第一副跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架的形变距离，并根据形变距离的变化趋势绘制跟踪支架形变趋势图。
6.如权利要求5所述的高空支架形态监测方法，其特征在于，还包括步骤S4、对最近获取的跟踪支架下移显微图片和跟踪支架形变趋势图进行显示。
7.如权利要求6所述的高空支架形态监测方法，其特征在于，还包括步骤S5：将最近获取的跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架相对于第一副跟踪支架下移显微图片中的跟踪支架的形变距离作为监测值，将监测值与预设的预警值进行对比，根据对比结果进行危险报警。
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