CN113009495A - 一种带电工件尺寸远程精准测量装置及方法 - Google Patents

一种带电工件尺寸远程精准测量装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种带电工件尺寸远程精准测量装置及方法，一方面装置包括处理模块和供电模块，所述处理模块电性连接激光测距模块；所述处理模块电性连接成像模块；所述处理模块电性连接触屏显示模块；所述供电模块电性连接所述处理模块、所述激光测距模块、所述成像模块以及所述触屏显示模块。另一方面带电工件尺寸远程精准测量方法应用于装置能非接触地对供电工件的尺寸进行测量，无需对供电系统断电，一方面能够避免测量过程中触电的危险，另一方面能够无需对供电系统停电即可对供电工件进行尺寸测量，有效地降低检修过程中的停电时间；利用所述第一数据库识别相关的供电工件型号，利用第二数据库对供电系统内的供电工件进行科学管理，精准检修。

Description

一种带电工件尺寸远程精准测量装置及方法
技术领域
本发明涉及测量设备领域，尤其涉及一种带电工件尺寸远程精准测量装置及方法。
背景技术
供电系统为了保证供电的可靠性，对供电工件检修停电时间提出了严格的规定。
常用的提前备好各种备件，在根据现场供电工件使用情况来替换的设备检修方法往往会导致备件尺寸与现场供电工件不匹配的问题，这就导致检修时间因备件准备而浪费的问题，因此检修待更换的供电工件，需要提前对供电工件的尺寸进行测量，以确定其型号，从而有针对性的提前准备备件。
现有的情况下，供电系统带电，且有的现场供电工件位置较高；现有的接触式测量手段接触带电的供电系统具有一定的触电危险性，有时候为了避免触电，会进行短暂停电，这就增加了供电工件检修停电的整体时间，且位置高意味着需要攀爬测量，导致测量的效率低，严重制约供电系统的设备检修效率。
发明内容
为解决上述的问题本申请提供一种带电工件尺寸远程精准测量装置及方法。
一方面，本申请提出的一种带电工件尺寸远程精准测量装置包括处理模块和供电模块，其中，
所述处理模块电性连接激光测距模块；所述处理模块电性连接成像模块；所述处理模块电性连接触屏显示模块；
所述供电模块电性连接所述处理模块、所述激光测距模块、所述成像模块以及所述触屏显示模块。
优选地，所述激光测距模块的光路与所述成像模块镜头朝向平行，且所述激光测距模块靠近所述成像模块设置。
优选地，所述处理模块经有线或者无线的形式电性连接所述激光测距模块和所述成像模块；
所述处理模块通过有线接口电性连接所述激光测距模块，所述处理模块通过有线接口电性连接所述成像模块；所述处理模块电性连接第一无线通信模块，所述激光测距模块和所述成像模块电性连接第二无线通信模块，所述第一无线通信模块无线连接所述第二无线通信模块。
优选地，所述供电模块包括若干可充电电池，所述可充电电池电性连接若干稳压器，所述稳压器电性连接所述处理模块、所述激光测距模块、所述成像模块以及所述触屏显示模块。
优选地，所述带电工件尺寸远程精准测量装置还包括封装壳体，所述封装壳体上设置连接挂点。
另一方面本申请提供一种带电工件尺寸远程精准测量方法，包括：
处理模块调用成像模块对待测供电工件进行图像采集，并统计图像的长宽像素比；
通过触屏显示模块选取特征端点，所述处理模块根据所述图像计算所述特征端点之间的像素距离；
通过激光测距模块测量成像模块与所述待测供电工件之间的距离；
所述处理模块计算所述特征端点之间的实际距离；
控制所述触屏显示模块显示所述特征端点之间的实际距离。
优选地，所述处理模块配置第一数据库，所述第一数据库存储供电工件名称、型号以及特征端点的实际距离信息。
优选地，所述处理模块设置第二数据库，所述第二数据库存储供电系统区段以及供电系统区段内的供电工件的型号信息。
优选地，所述型号信息通过供电工件名称以及特征端点的实际距离信息从所述第一数据库检索获取。
本申请提供的一种带电工件尺寸远程精准测量装置及方法具体有以下有益效果：
本发明提供的带电工件尺寸远程精准测量装置通过所述激光测距模块和所述成像模块配合非接触地对供电工件的尺寸进行测量，无需对供电系统断电，一方面能够避免测量过程中触电的危险，另一方面能够无需对供电系统停电即可对供电工件进行尺寸测量，有效地降低检修过程中的停电时间，减少对区域内用户的影响；本发明提供的带电工件尺寸远程精准测量装置还配置供电工件相关的第一数据库，利用供电工件名称和测量的尺寸特征，通过所述第一数据库检索相关的供电工件型号，即使在对供电工件不了解的情况下仍能确定现场供电工件的具体型号；本发明提供的带电工件尺寸远程精准测量装置还配置包含供电系统区域内供电工件统计信息的第二数据库，通过所述第二数据库能够有效的对供电系统内的供电工件进行科学管理，精准检修。
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是本发明实施例1中带电工件尺寸远程精准测量装置的电路示意图；
图2是本发明实施例1中带电工件尺寸远程精准测量装置的结构示意图；
图3是本发明实施例2中带电工件尺寸远程精准测量装置的电路示意图；
图4是本发明实施例2中带电工件尺寸远程精准测量装置的结构示意图；
图5是本发明实施例3中带电工件尺寸远程精准测量装置的电路示意图；
图6是本发明实施例3中带电工件尺寸远程精准测量装置的结构示意图；
图7是本发明实施例中带电工件尺寸远程精准测量方法原理示意图；
图8是本发明实施例中带电工件尺寸远程精准测量方法流程图；
图9是本发明实施例测量不同长度尺寸的测试数据；
图10是本发明实施例测量不同供电工件的测量数据。
图中标号及含义如下：
1、处理模块，2、激光测距模块，3、成像模块，4、触屏显示模块，5、供电模块，6、第一无线通信模块，7、第二无线通信模块。
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
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。
下面结合附图对本发明进行说明，其中，图1是本发明实施例1中带电工件尺寸远程精准测量装置的电路示意图；图2是本发明实施例1中带电工件尺寸远程精准测量装置的结构示意图；图3是本发明实施例2中带电工件尺寸远程精准测量装置的电路示意图；图4是本发明实施例2中带电工件尺寸远程精准测量装置的结构示意图；图5是本发明实施例3中带电工件尺寸远程精准测量装置的电路示意图；图6是本发明实施例3中带电工件尺寸远程精准测量装置的结构示意图；图7是本发明实施例中带电工件尺寸远程精准测量方法原理示意图；图8是本发明实施例中带电工件尺寸远程精准测量方法流程图；图9是本发明实施例测量不同长度尺寸的测试数据；图10是本发明实施例测量不同供电工件的测量数据。
实施例1
参阅图1和图2所示，本发明提供一种带电工件尺寸远程精准测量装置，包括封装壳体，所述主封装壳体中设置处理模块1、激光测距模块2、成像模块3和供电模块5，所述主封装壳体表面设置所述触屏显示模块4。其中，一种可行的所述处理模块1为ARM单片机，具体的采用配置Linux可视化操作系统的树莓派3B。所述处理模块1包括ARM处理芯片、总线、存储单元以及接口单元，所述ARM处理芯片通过所述总线电性连接所述存储单元以及所述接口单元。所述处理模块1电性连接激光测距模块2；具体的，一种可行的所述激光测距模块2的型号为LA05RS232，所述处理模块1通过RS232串口电性连接所述激光测距模块2；所述处理模块1电性连接成像模块3；具体的，一种可行的所述成像模块3的型号为IMX179，所述处理模块1通过通信串口电性连接所述成像模块3；所述处理模块1电性连接触屏显示模块4，所述处理模块1通过HDMI接口电性连接所述触屏显示模块4。
所述供电模块5电性连接所述处理模块1、所述激光测距模块2、所述成像模块3以及所述触屏显示模块4。具体实施过程中，所述供电模块5包括设置于所述封装壳体中的可充电电池，所述可充电电池经电源开关电性连接若干稳压器，由所述稳压器电性连接所述处理模块1、所述激光测距模块2、所述成像模块3以及所述触屏显示模块4。
具体实施过程中，所述封装壳体中的所述激光测距模块2发射激光的光路与所述成像模块3镜头朝向平行，且所述激光测距模块2靠近所述成像模块3设置。
具体实施过程中，所述封装壳体上设置连接挂点，方便将所述封装壳体设置支撑平台，一种可行的所述连接挂点为配合连接螺栓的螺纹槽。
实施例2
参阅图3和图4所示，实施例2与实施例1区别在于，所述封装壳体包括主封装壳体和子封装壳体，其中，所述主封装壳体中设置所述处理模块1，所述处理模块1设置的所述接口设置于所述主封装壳体上，所述处理模块1通过HDMI接口电性连接所述触屏显示模块4，所述触屏显示模块4设置于所述主封装壳体表面；所述主封装壳体内还设置第一无线通信模块6，所述第一无线通信模块6电性连接所述处理模块1。
所述子封装壳体中设置所述激光测距模块2和所述成像模块3，所述激光测距模块2和所述成像模块3电性连接第二无线通信模块7，所述第二无线通信模块7无线连接所述第一无线通信模块6。具体实施过程中，所述子封装壳体上设置有连接挂点，通过所述连接挂点连接于云台、拍摄杆以及无人机等平台，对现场的供电工件进行图像采集。
具体实施过程中，所述主封装壳体上设置与所述连接挂点相匹配的连接部，所述子封装壳体通过所述连接挂点连接所述主封装壳体。或者所述主封装壳体上设置容纳槽，所述子封装壳体收纳于所述主封装壳体的容纳槽中。
具体实施过程中，所述供电模块5包括两组可充电电池，每组所述可充电电池电性连接若干稳压器，一组所述可充电电池设置于所述主封装壳体中，其所连接的所述稳压器电性连接所述处理模块1、所述触屏显示模块4以及第一无线通信模块6，另一组所述可充电电池设置于所述子封装壳体中，其所连接的所述稳压器电性连接所述所述激光测距模块2、所述成像模块3以及所述第二无线通信模块7。
实施例3
参阅图5和图6所示，实施例3与实施例2区别在于所述激光测距模块2和所述成像模块3除了通过所述第二无线通信模块7和所述第一无线通信模块6与所述处理模块1连接外，还分别提供连接所述处理模块1的有线接口，通过所述有线接口与所述处理模块1连接。
另一方面，参阅图8所示，本申请提供一种带电工件尺寸远程精准测量方法，包括：
S100，处理模块调用成像模块对待测供电工件进行图像采集，并统计图像的长宽像素比；
S200，选取特征端点并获取所述特征端点之间的像素距离；所述处理模块将采集的图像通过触屏显示模块显示，人工通过所述触屏显示模块在所述图像上选取所述待测供电工件的特征端点，所述处理模块根据选定的所述特征端点统计所述特征端点之间的像素距离；
S300，在进行图像采集的同时，通过激光测距模块测量成像模块与所述待测供电工件之间的距离，所述激光测距模块将测量的距离发送给所述处理模块；
S400，所述处理模块利用所述成像模块的总视角、所述距离、所述长宽像素比和所述像素距离计算所述特征端点之间的实际距离；参阅图7所示，所述处理模块利用所述成像模块的总视角和所述距离计算所述图像的图像边距，通过所述图像边距和所述像素比确定每个像素的像素边距，在通过所述边距和所述像素距离计算两个所述特征端点之间的实际距离；
S500，控制所述触屏显示模块显示所述特征端点之间的实际距离。
循环选取不同的特征端点，获取所述待测供电工件的全部特征端点的实际距离信息。
S600，利用待测供电工件的名称和特征端点的实际距离从第一数据库检索获取待测供电工件的型号；具体实施过程中，所述处理模块配置所述第一数据库，所述第一数据库存储供电工件名称、型号以及特征端点的实际距离信息。其中所述特征端点及其实际距离信息至少包括一组。通过所述输入待测供电工件的名称，从所述第一数据库查询所述待测供电工件的型号。
人工对供电系统不同区段内的供电工件进行统计并存储于第二数据库；具体实施过程中，所述处理模块设置第二数据库，所述第二数据库存储供电系统区段以及供电系统区段内的供电工件的型号信息。所述型号信息通过供电工件名称以及特征端点的实际距离信息从所述第一数据库检索获取，将获取的供电工件的型号与所述供电工件所在的供电系统区段对应存储于所述第二数据库中，方便对供电系统中的供电工件进行管理。
参阅图9所示，图9记录本申请对各个长度的测量结果及其误差，其测量误差范围在-1mm-2mm之间，主要集中在0附近整体分布均衡。因此测量的尺寸在一定范围内，本申请具有良好的测量结果。
参阅图10所示，图10记录本申请对各种供电器件实际测量结果及其误差，效果与图9中的数据基本一致，其测量误差范围在-1mm-2mm之间，整体分布均衡。对于实际供电工件来说其尺寸在一定范围内，本申请具有良好的测量结果。
本发明提供的带电工件尺寸远程精准测量装置通过所述激光测距模块和所述成像模块配合非接触地对供电工件的尺寸进行测量，无需对供电系统断电，一方面能够避免测量过程中触电的危险，另一方面能够无需对供电系统停电即可对供电工件进行尺寸测量，有效地降低检修过程中的停电时间，减少对区域内用户的影响；本发明提供的带电工件尺寸远程精准测量装置还配置供电工件相关的第一数据库，利用供电工件名称和测量的尺寸特征，通过所述第一数据库检索相关的供电工件型号，即使在对供电工件不了解的情况下仍能确定现场供电工件的具体型号；本发明提供的带电工件尺寸远程精准测量装置还配置包含供电系统区域内供电工件统计信息的第二数据库，通过所述第二数据库能够有效的对供电系统内的供电工件进行科学管理，精准检修。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明区域的所有变更和修改。
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区域。这样，倘若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区域之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种带电工件尺寸远程精准测量装置，其特征在于，包括处理模块(1)和供电模块(5)，其中，
所述处理模块(1)电性连接激光测距模块(2)；所述处理模块(1)电性连接成像模块(3)；所述处理模块(1)电性连接触屏显示模块(4)；
所述供电模块(5)电性连接所述处理模块(1)、所述激光测距模块(2)、所述成像模块(3)以及所述触屏显示模块(4)。
2.根据权利要求1所述的带电工件尺寸远程精准测量装置，其特征在于，所述激光测距模块(2)的光路与所述成像模块(3)镜头朝向平行，且所述激光测距模块(2)靠近所述成像模块(3)设置。
3.根据权利要求1所述的带电工件尺寸远程精准测量装置，其特征在于，所述处理模块(1)经有线或者无线的形式电性连接所述激光测距模块(2)和所述成像模块(3)；
所述处理模块(1)通过有线接口电性连接所述激光测距模块(2)，所述处理模块(1)通过有线接口电性连接所述成像模块(3)；所述处理模块(1)电性连接第一无线通信模块(6)，所述激光测距模块(2)和所述成像模块(3)电性连接第二无线通信模块(7)，所述第一无线通信模块(6)无线连接所述第二无线通信模块(7)。
4.根据权利要求1所述的带电工件尺寸远程精准测量装置，其特征在于，所述供电模块(5)包括若干可充电电池，所述可充电电池电性连接若干稳压器，所述稳压器电性连接所述处理模块(1)、所述激光测距模块(2)、所述成像模块(3)以及所述触屏显示模块(4)。
5.根据权利要求1所述的带电工件尺寸远程精准测量装置，其特征在于，所述带电工件尺寸远程精准测量装置还包括封装壳体，所述封装壳体上设置连接挂点。
6.一种带电工件尺寸远程精准测量方法，其特征在于，包括：
处理模块调用成像模块对待测供电工件进行图像采集，并统计图像的长宽像素比；
通过触屏显示模块选取特征端点，所述处理模块根据所述图像计算所述特征端点之间的像素距离；
通过激光测距模块测量成像模块与所述待测供电工件之间的距离；
所述处理模块计算所述特征端点之间的实际距离；
控制所述触屏显示模块显示所述特征端点之间的实际距离。
7.根据权利要求6所述的带电工件尺寸远程精准测量方法，其特征在于，所述处理模块配置第一数据库，所述第一数据库存储供电工件名称、型号以及特征端点的实际距离信息。
8.根据权利要求7所述的带电工件尺寸远程精准测量方法，其特征在于，所述处理模块设置第二数据库，所述第二数据库存储供电系统区段以及供电系统区段内的供电工件的型号信息。
9.根据权利要求8所述的带电工件尺寸远程精准测量方法，其特征在于，所述型号信息通过供电工件名称以及特征端点的实际距离信息从所述第一数据库检索获取。
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