CN112216063B

CN112216063B - 提升高压电网施工安全性的方法、智能控制器及施工设备

Info

Publication number: CN112216063B
Application number: CN202011082615.5A
Authority: CN
Inventors: 吴超; 蒋彦波; 李黎阳
Original assignee: Shenzhen Dianmu Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Anta Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2020-10-10
Filing date: 2020-10-10
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2040-10-10
Also published as: CN112216063A

Abstract

本发明提供了一种提升高压电网施工安全性的方法，提升高压电网施工安全性的方法包括：利用设置于施工设备的雷达发射雷达波，施工设备用于对高压电网进行施工；利用雷达接收雷达波反射回来的回波；根据回波检测是否存在高压线；当检测到存在高压线时，获取回波中从高压线上反射的高压线回波；根据高压线回波计算出高压线与施工设备的距离；判断距离是否在预设范围内；当距离在预设范围内时，控制设置于施工设备的报警器发出警报。此外，本发明还提供了一种应用于施工设备中的智能控制器及施工设备。本发明技术方案有效的提升了电网施工中带电作业的安全性。

Description

提升高压电网施工安全性的方法、智能控制器及施工设备

技术领域

本发明涉及电网施工领域，尤其涉及一种提升高压电网施工安全性的方法、智能控制器及施工设备。

背景技术

电网系统是现在生活中重要的能源供应系统，因此需要电网工作人员对电网系统中的设备进行巡视检查、运行操作、检修维护、高压试验、保护校验和计量调试等施工工作。在巡视、检修、维护和试验过程中，电网工作人员可能因为不注意或者其他原因导致工作时距离高压线的距离小于预设的安全范围。当电网工作人员距离高压线的距离小于预设的安全范围时，高压线上携带的高压会对人体造成一定的损害、甚至造成电网工作人员死亡等严重后果。

因此，提升电网施工安全性是亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种提升高压电网施工安全性的方法、智能控制器及电网施工备，提升了电网施工安全性。

第一方面，本发明实施例提供种提升高压电网施工安全性的方法，提升高压电网施工安全性的方法包括：

利用设置于施工设备的雷达发射雷达波，施工设备用于对高压电网进行施工；

利用雷达接收雷达波反射回来的回波；

根据回波检测是否存在高压线；

当检测到存在高压线时，获取回波中从高压线上反射的高压线回波；

根据高压线回波计算出高压线与施工设备的距离；

判断距离是否在预设范围内；

当距离在预设范围内时，控制设置于施工设备的报警器发出警报。

第二方面，本发明实施例提供一种应用于施工设备中的智能控制器，施工设备包括升降臂、设置于升降臂上的雷达以及报警器，智能控制器包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于执行程序指令以使施工设备实现上述提升高压电网施工安全性的方法。

第三方面，本发明实施例提供一种施工设备，施工设备包括升降臂、设置于升降臂上的雷达、报警器以及上述的智能控制器。

上述提升高压电网施工安全性的方法、智能控制器及施工设备通过利用雷达的回波中的信息，识别电网工作人员的工作环境中是否存在高压线，以及电网工作人员与高压线的距离是否小于预设的安全范围，当电网工作人员距高压线的距离小于预设的安全范围时，发出警报提醒电网工作人员注意危险情况，保持与高压线的安全距离，提高了电网施工安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法流程图。

图2为本发明第一实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法的第一子流程图。

图3为本发明第一实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法的第二子流程图。

图4为本发明第一实施例提供的智能控制器结构示意图。

图5为本发明第一实施例提供的施工设备示意图。

图6为本发明第一实施例提供的雷达示意图。

图中各元件标号

100 施工设备 110 升降臂

120 雷达 130 报警器

900 智能控制器 901 存储器

902 处理器 903 总线

904 示组件 905 通信组件

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请结合参看图1，其为本发明第一实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法流程图。第一实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法具体包括下面步骤。

步骤S101，利用设置于施工设备的雷达发射雷达波，施工设备用于对高压电网进行施工。具体地，本实施例中利用79GHZ频段的毫米波雷达发射79GHZ频段雷达波感测施工设备周围的物体。施工设备100可以是具有升降臂110的施工车，也可以是其他具有升降臂110的设备。

步骤S102，利用雷达接收雷达波反射回来的回波。具体地，本实施例中利用雷达120接收施工设备100周围的物体反射回来的回波。回波包括了物体材料以及形状信息。

步骤S103，根据回波检测是否存在高压线。具体地，本实施例中利用上述材料以及形状信息判断施工设备100周围的物体是否存在高压线。当检测到施工设备100周围的物体存在高压线时，执行步骤S104。当检测到施工设备100周围的物体不存在高压线时，执行步骤S102。

步骤S104，获取回波中从高压线上反射的高压线回波。具体地，本实施例中利用滤波算法筛选出从高压线上反射回来的高压线回波。

步骤S105，根据高压线回波计算出高压线与施工设备的距离。具体地，利用公式R＝(CΔt)/2计算出高压线与施工设备100的距离，其中，R为高压线到施工设备100的单程距离，Δt为雷达波往返于高压线与施工设备100之间的时间间隔，C为雷达波的传播速率，雷达波的传播速率为3×10⁸米/秒。

步骤S106，判断距离是否在预设范围内。具体地，实际生活中，1kV以下高压线的安全距离为4米；1-10kV高压线的安全距离为6米；35-110kV高压线的安全距离为8米；154-220kV高压线的安全距离为10米；350-500kV高压线的安全距离为15米。预设范围根据施工设备实际施工现场的高压线的电压确定，本实施例中，以220kV高压线为例，当高压线上携带的电压为220kV时，预设范围为10米。判断上述步骤计算出来的高压线到雷达120的单程距离是否小于10米。当距离在预设范围内，执行步骤S107。当距离不在预设范围内，执行步骤S105。

步骤S107，控制设置于施工设备的报警器发出警报。当上述步骤计算出来的高压线到施工设备100的单程距离小于10米时，控制设置于施工设备100的蜂鸣器发出警报。在一些其他可行的实施例中报警器130还可以是闪光灯，音响等其他可引起电网工作人员注意的电子设备。

上述实施例中，当升降臂110上的电网工作人员与高压线的距离在预设范围内时，报警器130发出警报提醒电网工作人员距离高压电网的距离过近，使电网工作人员及时注意到危险，并及时远离高压线，提升了电网施工安全性。

请结合参看图2，其为本发明第一实施例提供的步骤S103的子步骤流程图。步骤S103根据回波检测是否存在高压线。步骤S103具体包括下面步骤。

步骤S201，判断回波的回波频率是否存在预设频率范围内的频率。高压线一般是由铜或铝等金属材料制成，雷达波在遇到金属物体时反射的回波的频率是不同于其他材料的物体的。所以判定回波的回波频率是否有属于金属材料的反射频率。

步骤S202，当回波频率存在预设频率范围内的频率时，判断回波检测到的物体中是否存在预设形状的物体。当回波的回波频率有属于金属材料的反射频率时，判断回波检测到的物体的形状是不是有预设弧度的条状物体。不同的高压线的弧度是不同的，高压线具体弧度由电网施工现场的实际情况确定。

步骤S203，当回波检测到的物体中存在预设形状的物体时，判定存在高压线。当回波检测到的物体的形状是由预设弧度的条状物体时，判定施工设备100附近存在高压线。

步骤S204，当回波频率不存在属于金属材料的反射频率范围内的频率或者回波检测到的物体中不存在有预设弧度的条状物体时，判定不存在高压线。

请结合参看图3，其为本发明第一实施例提供的步骤S202的子步骤流程图。步骤S202当回波频率存在预设频率范围内的频率时，判断回波检测到的物体中是否存在预设形状的物体。步骤S202具体包括下面步骤。

步骤S301，将回波根据预设的规则进行滤波获取第一回波。第一回波是由高压线反射回来的雷达波。具体地，回波中具有很多干扰信号，所以需要根据金属反射回波特性设定一定的筛选阈值，将属于高压线的回波筛选出来，也就是第一回波。

步骤S302，将第一回波根据预设的规则进行降采样获取第二回波。第二回波是具有第一回波形状特征的雷达波。因为第一回波中包含大量的数据，为了简便计算根据预设的规则进行降采样获，选取一部分具有第一回波形状特征的数据构成第二回波。

步骤S303，将第二回波中包含的物体的形状与预设形状进行匹配，获取物体的形状与预设形状的相似度。根据图像匹配算法将第二回波构成的形状与预设弧度的条状物体的形状进行匹配，计算相似度。

步骤S304，判定相似度是否大于或者等于预设标准。具体地，本实施例中预设标准为80％。当相似度大于或者等于预设标准时，执行步骤S305。当相似度小于预设标准时，执行步骤S303。具体地，当相似度大于或者等于80％时，执行步骤S305。当相似度小于80％时，执行步骤S303。

步骤S305，判定回波检测到的物体中存在预设形状的物体。具体地，本实施例中相似度大于或者等于80％时，表明第二回波构成的形状是符合预设弧度的条状物体的形状，即回波检测到的物体中存在预设形状的物体。

上述实施例中，通过滤波和降采样对回波进行预处理，减少了判断回波检测到的物体中是否存在预设形状的物体时的运算量，提高数据处理效率。当升降臂上的电网工作人员与高压线的距离在预设范围内时，及时提醒电网工作人员注意到危险，提升了电网施工安全性。

本发明第二实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法与第一实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法的差异在于，第二实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法还包括：

步骤S401，当距离在预设范围内时，控制升降臂降落。

上述实施例中，当升降臂110上的电网工作人员与高压线的距离在预设范围内时，控制升降臂110降落，不仅使电网工作人员意识到有危险，也使电网工作人员能够回到安全位置，不会有接触高压线高压的危险，提升了电网施工安全性。

本发明第三实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法与第一实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法的差异在于，第三实施例提供的提升高压电网施工安全性的方法还包括：

步骤S501，当距离在预设范围内时，锁定升降臂。

上述实施例中，当升降臂110上的电网工作人员与高压线的距离在预设范围内时，锁定升降臂110。使电网工作人员意识到有危险的同时，也使电网工作人员能够停留在一个相对安全的位置，不会有接触高压线高压的危险，提升了电网施工安全性。

请结合参看图4，其为第一实施例提供的智能控制器900的内部结构图示。在本实施例中，智能控制器900可以是现有的任一可以实现提升高压电网施工安全性的方法的智能控制器。智能控制器900包括存储器901、处理器902和总线903。其中，存储器901至少包括一种类型的可读存储介质，该可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器901在一些实施例中可以是智能控制器900的内部存储单元，例如，智能控制器900的硬盘。存储器901在另一些实施例中也可以是智能控制器900的外部存储设备，例如，智能控制器900上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字卡(Secure Digital，SD)，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器901还可以既包括智能控制器900的内部存储单元也包括外部存储设备。

存储器901不仅可以用于存储安装于智能控制器900的应用软件及各类数据，例如电网施工安全性的方法的程序指令等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

总线903可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

进一步地，智能控制器900还可以包括显示组件904。显示组件904可以是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示组件904也可以适当的称为显示装置或显示单元，用于显示在智能控制器900中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

进一步地，智能控制器900还可以包括通信组件905，通信组件905可选的包括线通信组件和/或无线通信组件(如WI-FI通信组件和/或蓝牙通信组件等)，通常用于在智能控制器900与其他智能控制器900之间建立通信连接。

处理器902在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器901中存储的程序指令或处理数据。

可以理解地，图4仅示出了具有组件901-905以及实现提升高压电网施工安全性的方法的智能控制器900，本领域技术人员可以理解的是，图4示出的结构并不构成对智能控制器900的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

上述实施例中，应用于施工设备中的智能控制器通过利用雷达的回波中的信息，识别电网工作人员的工作环境中是否存在高压线，以及电网工作人员与高压线的距离是否小于预设的安全范围，当电网工作人员距高压线的距离小于预设的安全范围时，发出警报提醒电网工作人员注意危险情况，保持与高压线的安全距离，提高了电网施工安全性。

本发明还提供了一种施工设备100。请结合参看图5，该施工设备100包括升降臂110、雷达120、报警器130以及智能控制器900。具体地，雷达120设置于升降臂110的顶端。图5中雷达120与升降臂110的位置关系仅做示例，不作为限定。升降臂110可以是的施工车辆上的升降臂，也可以是其他设备的升降臂。请结合参看图6，雷达120可以为毫米波雷达。进一步的，雷达120可以是79GHZ频段的毫米波雷达。图6中的雷达120仅做示例，不作为限定。相应的，雷达的外形可以是任何实际中存在的形状。报警器130可以是在收到报警信号后做出反应的装置，例如蜂鸣器，当电网工作人员与高压线的距离小于预设的标准时，智能控制器900控制蜂鸣器发出警报声。

在本实施例中，由于施工设备100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种提升高压电网施工安全性的方法，其特征在于，所述提升高压电网施工安全性的方法包括：

利用设置于施工设备的雷达发射雷达波，所述施工设备用于对高压电网进行施工；

利用所述雷达接收所述雷达波反射回来的回波；

根据所述回波检测是否存在高压线，其中，判断所述回波的回波频率是否存在预设频率范围内的频率；当所述回波频率存在所述预设频率范围内的频率时，判断所述回波检测到的物体中是否存在预设形状的物体；当所述回波检测到的物体中存在所述预设形状的物体时，判定存在所述高压线；当所述回波频率不存在所述预设频率范围内的频率或者所述回波检测到的物体中不存在所述预设形状的物体时，判定不存在所述高压线；

当检测到存在所述高压线时，获取所述回波中从高压线上反射的高压线回波；

根据所述高压线回波计算出所述高压线与所述施工设备的距离；

判断所述距离是否在预设范围内；以及

当所述距离在预设范围内时，控制设置于所述施工设备的报警器发出警报。

2.如权利要求1所述的提升高压电网施工安全性的方法，其特征在于，判断所述回波检测到的物体中是否存在预设形状的物体，具体包括：

将所述回波根据预设的规则进行滤波获取第一回波；

将所述第一回波根据预设的规则进行降采样获取第二回波；

将所述第二回波中包含的物体的形状与所述预设形状进行匹配，获取所述物体的形状与所述预设形状的相似度；

判定所述相似度是否大于或者等于预设标准；

当所述相似度大于或者等于所述预设标准时，判定所述回波检测到的物体中存在所述预设形状的物体。

3.如权利要求1所述的提升高压电网施工安全性的方法，其特征在于，所述施工设备包括升降臂，所述雷达设置于所述升降臂的顶端。

4.如权利要求3所述的提升高压电网施工安全性的方法，其特征在于，当所述距离在预设范围内时，控制所述升降臂降落。

5.如权利要求3所述的提升高压电网施工安全性的方法，其特征在于，当所述距离在预设范围内时，锁定所述升降臂。

6.如权利要求1所述的提升高压电网施工安全性的方法，其特征在于，所述雷达为毫米波雷达。

7.如权利要求6所述的提升高压电网施工安全性的方法，其特征在于，所述雷达为79GHZ频段的毫米波雷达。

8.一种应用于施工设备中的智能控制器，所述施工设备包括升降臂、设置于升降臂上的雷达以及报警器，其特征在于，所述智能控制器包括：

存储器，用于存储程序指令；以及

处理器，用于执行所述程序指令以使所述施工设备实现如权利要求1~7中任意一项所述的提升高压电网施工安全性的方法。

9.一种施工设备，其特征在于，所述施工设备包括升降臂、设置于升降臂上的雷达、报警器以及如权利要求8所述的智能控制器。