CN114943928A - 索道运行状态监测装置、方法、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种索道运行状态监测装置、方法、计算机设备和存储介质，包括：数据处理中心和若干相机；所述若干相机，用于以设定的拍摄时间间隔同步对第一索道支架和索道的小车进行拍摄，得到带拍摄时间标签的照片，并将所述带拍摄时间标签的照片发送至数据处理中心；所述数据处理中心，用于获取若干相机发送的带拍摄时间标签的照片，并对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；所述相机设置于索道的第二索道支架上；本发明可以精确的得到各拍摄时间货运索道上小车相对于索道支架的位置和姿态信息，以及索道支架间的相对位置变化，为货运索道运行状态实时监测提供数据基础，实现架空输电线路货运索道现场安全管理和预警。

Description

索道运行状态监测装置、方法、计算机设备和存储介质

技术领域

本发明属于架空输电线路施工领域，具体涉及一种索道运行状态监测装置、方法、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着经济的快速发展，对电能的需求量和电能质量的要求也不断提高，电力能源已经成为社会存在和发展的必需品。其中，为保障电能能够高效输送，输电线路杆塔的施工建设尤其重要。在很多地形地貌复杂地区的需要架设输电线路专用货运索道以完成施工材料、部件和其它物料的运输。货运索道在运行过程中，多数部件都会承受很大的张力，尤其是货运索道的支架、地锚、承载索、提升索和转向滑车等，在运行中会承载巨大的拉力和剪切力，而索道架设区的地形地貌、地质构造以及周边气象环境，都可能引起支架基础、支架本体和地锚等的变形和疲劳，严重时可能造成承载索和牵引索断股断线、支架倾倒和滑车脱落等严重事故，对输电线路施工的人员和设施安全构成极大的威胁。因此需要对货运索道进行实时监测。

货运索道的实时监测归纳起来包括：支架本体和支架间变形监测，单个货运小车和大件货运的小车组在运输货物过程中的姿态监测，运行小车相对于支架的位置监测等。这些监测数据的获取，对于判定货运索道小车的运行状态，调整牵引机的力量和速度，防止货运索道支架倾覆具有重要的意义。而现有方法和设备成本高或精度较低，并不能很好的对货运索道进行监测。因此，需要设计一种更为有效的索道运行状态监测装置。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种索道运行状态监测系统，包括：数据处理中心和若干相机；

所述若干相机，用于以设定的拍摄时间间隔同步对第一索道支架和索道的小车进行拍摄，得到带拍摄时间标签的照片，并将所述带拍摄时间标签的照片发送至数据处理中心；

所述数据处理中心，用于获取若干相机发送的带拍摄时间标签的照片，并对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述相机设置于索道的第二索道支架上。

优选的，所述若干相机，通过设置于第一索道支架和索道的小车上的照准目标，对第一索道支架和索道的小车进行拍摄。

优选的，所述照准目标的形状为圆或矩形，所述照准目标分为四个象限。

优选的，照准目标各象限的颜色和亮度根据索道所在区域的背景设置，且相邻象限的颜色和亮度不同。

优选的，所述第二索道支架与第一索道支架相对且能够观测到索道上的小车。

优选的，所述相机通过连接装置固定在第二索道支架上。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种索道运行状态监测方法，包括：

获取若干相机带拍摄时间标签的照片；

基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述运行状态变化情况基于小车的位置和姿态以及第一索道支架的位置确定。

优选的，所述基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况，包括：

根据带拍摄时间标签的照片，使用立体摄影测量方法，建立各拍摄时间的索道立体影像概略三维实景模型；

根据预先设定的各相机的距离，标定所述各拍摄时间的索道立体影像概略三维实景模型中的尺度信息，得到各拍摄时间的索道立体影像精确三维实景模型；

基于所述各拍摄时间的索道立体影像精确三维实景模型，得到索道的运行状态变化情况。

优选的，所述获取若干相机带拍摄时间标签的照片之后，基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况之前，还包括：

根据若干相机带拍摄时间标签的照片，验证所述若干相机是否能够正常同步拍摄并获取清晰照片。

优选的，所述获取若干相机发送的带拍摄时间标签的照片之前，还包括：

通过若干相机，以设定的拍摄时间间隔同步对第一索道支架和索道的小车进行拍摄，得到带拍摄时间标签的照片。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种索道运行状态监测装置，包括：获取模块和处理模块；

所述获取模块，用于获取若干相机带拍摄时间标签的照片；

所述处理模块，用于基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述运行状态变化情况基于小车的位置和姿态以及第一索道支架的位置确定。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现一种索道运行状态监测方法。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现一种索道运行状态监测方法。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

本发明提供了一种索道运行状态监测装置、方法、计算机设备和存储介质，包括：数据处理中心和若干相机；所述若干相机，用于以设定的拍摄时间间隔同步对第一索道支架和索道的小车进行拍摄，得到带拍摄时间标签的照片，并将所述带拍摄时间标签的照片发送至数据处理中心；所述数据处理中心，用于获取若干相机发送的带拍摄时间标签的照片，并对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；所述相机设置于索道的第二索道支架上；通过本发明提供的数据处理中心，对所述带拍摄时间标签的照片进行处理可得到索道的运行状态变化情况；本发明可以精确的得到各拍摄时间货运索道上小车相对于第一索道支架的位置和姿态信息，以及索道支架间的相对位置变化，为货运索道运行状态的实时监测提供数据基础。

利用本发明提供的各拍摄时间小车相对于第一索道支架的位置和姿态，及各索道支架间的相对位置变化，可以为判定小车是否处于安全运行状态提供依据，并以此提供调整驱动装置力量和速度的必要信息，以防止索道支架倾覆，实现架空输电线路货运索道现场安全管理和预警。本发明提供的相机和照准目标安装简便易于拆解。

附图说明

图1为本发明提供的一种索道运行状态监测系统结构示意图；

图2为本发明提供的一种索道运行状态监测方法流程示意图；

图3为本发明提供的一种索道运行状态监测装置结构示意图。

附图标号说明：1-地锚，2-第一索道支架，3-驱动装置，4-承载索，5-返空索，6-小车，7-牵引索，8-返空车，9-高速滑车，10-数据处理中心，11-相机，12-照准目标，13-第二索道支架。

具体实施方式

本发明通过安装在支架上的多个相机11，对小车6和第一索道支架2同步拍照，然后根据第二索道支架13上多个相机11间已知距离及同步照片获得的立体影像，影像经局域无线网络传输至数据处理中心10，计算成像瞬间小车6的位置和姿态，以及第一索道支架2的位置和姿态，实现对架空输电线路货运索道运行状态的监测，用于索道的安全管理与控制。所有监测的相机11可采用锂电池工作，且相机11能够通过插入式快速锁紧安装接口固定在小车6和第二索道支架13上，可以在施工现场实现快速安装与拆解。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

实施例1：

本发明提供的一种索道运行状态监测系统，其结构示意图如图1所示，包括：

数据处理中心10和若干相机11；

所述若干相机11，用于以设定的拍摄时间间隔同步对第一索道支架2和索道的小车6进行拍摄，得到带拍摄时间标签的照片，并将所述带拍摄时间标签的照片发送至数据处理中心10；

所述数据处理中心10，用于获取若干相机11发送的带拍摄时间标签的照片，并对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述相机11设置于索道的第二索道支架13上。

所述若干相机11，通过设置于第一索道支架2和索道的小车6上的照准目标12，对第一索道支架2和索道的小车6进行拍摄。

所述照准目标12的形状为圆或矩形，所述照准目标12分为四个象限；各象限的颜色和亮度根据索道所在区域的背景设置，且相邻象限的颜色和亮度不同并有明显差异。本实施例中照准目标12的对角线象限涂成黑色，其余为白色。除本实施例中提供的颜色外，相邻象限的颜色也可以设为其他颜色，例如蓝色和黄色。

布设在小车6上的照准目标12可以布设在一个或多个小车6上，每个小车6可以设2个或2个以上的照准目标12，以便于当多个小车6搭载同一个货物组成小车组时，对小车组进行拍照。布设在第一索道支架2的照准目标12数量大于2个。

所述第二索道支架13与第一索道支架2相对且能够观测到索道上的小车6。

同一第二索道支架13上的所有相机11(数量大于2个)通过连接装置固定在第二索道支架13上，且通过无线同步快门实现多个相机11同步照片获取。用于索道运行状态监测的所有相机11在拍照前经过标定，畸变参数已知，焦距为无穷远，固定相机11的连接点共线，且它们之间的距离已知；相机11的拍摄时间间隔(即快门触发间隔)可以根据小车6运行的速度设置，相机11的拍摄时间间隔应与小车6运行的速度具有负相关关系，例如当运行速度较快时可以缩短拍摄时间间隔，以增加采样率。对于光照较差等成像条件下的施工环境，可以采用LED照明设备补光获得清晰的照片。

在必要的时候，也可以在相机11朝向的对向支架(即第一索道支架2)上布置相机11实现对向拍照(当在相机11朝向的对向支架上布置相机11时，第一索道支架2和第二索道支架13为同一索道支架)。

如今，输电线路专用货运索道的应用越来越多，而货运索道的安全问题也层出不穷。货运索道利用架设在支承结构上的钢丝绳作为运行轨道，由索道支架、鞍座、小车6(包括索道上运行的载货小车和返空车8)、工作索(包括承载索4、返空索5和牵引索7)、驱动装置3、地锚1、高速滑车9、辅助工器具等部件组成。货运索道系统的运输方式主要包括循环式索道运输方式、往复式索道运输方式、缆式吊车索道运输等，通过牵引索7牵引单个小车6或者小车组，完成相关物料的运输工作。货运索道在运行过程中，很多部件都承受很大的张力，尤其是索道支架、地锚1、承载索4、提升索和高速滑车9等，在运行中承载巨大的拉力和剪切力，而索道架设区的地形地貌、地质构造以及周边气象环境，都可能引起支架基础、支架本体和地锚1等的变形和疲劳，严重时可能造成承载索4和牵引索7断股断线、索道支架倾倒和高速滑车9脱落等严重事故，对输电线路施工的人员和设施安全构成极大的威胁。

本实施例提供的系统可以对货运索道中索道支架间的变形，单个小车6和运送大件货物时小车6组成的小车组在运输过程中的姿态，小车6相对于第一索道支架2的位置等进行监测。对于判定货运索道小车的运行状态，调整牵引机的力量和速度，防止货运索道支架倾覆具有重要的意义。且本实施例的系统使用了数字立体摄影测量技术，具有精度高，成本低，数据获取和数据处理速度快，安装拆卸简便等优势。

实施例2：

基于同一发明构思，本发明还提供了一种索道运行状态监测方法，其流程示意图如图2所示，包括：

步骤1：获取若干相机11带拍摄时间标签的照片；

步骤2：基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述运行状态变化情况由基于小车6的位置和姿态以及第一索道支架2的位置确定。

其中，带拍摄时间标签的照片的获取，包括通过若干相机11，以设定的拍摄时间间隔同步对第一索道支架2和索道的小车6进行拍摄，得到带拍摄时间标签的照片。

步骤2具体包括：

根据带拍摄时间标签的照片，使用立体摄影测量方法(立体摄影测量软件)，建立各拍摄时间的索道立体影像概略三维实景模型；

根据预先设定的各相机11间的相对位置和畸变参数，标定所述各拍摄时间的索道立体影像概略三维实景模型中的尺度信息，得到各拍摄时间的索道立体影像精确三维实景模型；

基于所述各拍摄时间的索道立体影像精确三维实景模型，得到索道的运行状态变化情况；具体测量包括各拍摄时间的小车6的位置，测量第一索道支架2上照准标志12的位置，及通过位置变化投影到观测方向的垂直面上，获取相对变形量和在该垂直面上的姿态变化。

获取若干相机11带拍摄时间标签的照片之后，数据处理中心10基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况之前，还需要进行相机11的同步拍摄验证工作，包括：

数据处理中心10根据相机11带拍摄时间标签的照片，验证所述相机11是否能够正常同步拍摄并获取清晰照片，并当验证可以正常同步拍摄并获取清晰照片后，向各相机11发送正式同步拍摄指令。

本实施例提供的一种索道运行状态监测方法，能够实时监测货运第一索道支架2、小车6、以至于承载货物的位置与姿态、和第一索道支架2的变形，以及大件货物运输过程中小车组在运输过程中的位置与姿态变化。这些位置与姿态信息，能够判定货车6是否处于安全运行状态，提供调整驱动装置3力量和速度的必要信息，防止索道支架倾覆，实现架空输电线路货运索道现场安全管理。

实施例3：

本发明提供了一种索道运行状态监测装置，其结构示意图如图3所示，包括：获取模块和处理模块；

所述获取模块，用于获取若干相机11带拍摄时间标签的照片；

所述处理模块，用于基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述运行状态变化情况基于小车6的位置和姿态以及第一索道支架2的位置确定。

本实施例中的相机11为具有数据传输功能的相机11，每个第二索道支架13上的相机11可以采用两台以上，在第二索道支架13上共线焊接连接件等间隔均匀布置，相机11采用高像素的中长焦距相机，且使用定焦镜头。每个小车6上或每个第一索道支架2上的两个照准标志12可以采用2mm铝板，阳极氧化上色或者耐候性好的油漆上色，然后以间距大于30cm的方式固定在小车6上，照准标志12的大小要保证在最远距离的情况下大于4*4＝16像素。相机11正常拍照后，所有带有时间标签的同步照片使用施工现场管理局域网回传至数据处理中心10，并完成相关计算分析工作。

实施例4：

基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种索道运行状态监测方法的步骤。

实施例5：

基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种索道运行状态监测方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。

Claims (13)

1.一种索道运行状态监测系统，其特征在于，包括：数据处理中心(10)和若干相机(11)；

所述若干相机(11)，用于以设定的拍摄时间间隔同步对第一索道支架(2)和索道的小车(6)进行拍摄，得到带拍摄时间标签的照片，并将所述带拍摄时间标签的照片发送至数据处理中心(10)；

所述数据处理中心(10)，用于获取若干相机(11)发送的带拍摄时间标签的照片，并对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述相机(11)设置于索道的第二索道支架(13)上。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述若干相机(11)，通过设置于第一索道支架(2)和索道的小车(6)上的照准目标(12)，对第一索道支架(2)和索道的小车(6)进行拍摄。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述照准目标(12)的形状为圆或矩形，所述照准目标(12)分为四个象限。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，照准目标(12)各象限的颜色和亮度根据索道所在区域的背景设置，且相邻象限的颜色和亮度不同。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二索道支架(13)与第一索道支架(2)相对且能够观测到索道上的小车(6)。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述相机(11)通过连接装置固定在第二索道支架(13)上。

7.一种索道运行状态监测方法，其特征在于，包括：

获取若干相机(11)带拍摄时间标签的照片；

基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述运行状态变化情况基于小车(6)的位置和姿态以及第一索道支架(2)的位置确定。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况，包括：

根据带拍摄时间标签的照片，使用立体摄影测量方法，建立各拍摄时间的索道立体影像概略三维实景模型；

根据预先设定的各相机(11)的距离，标定所述各拍摄时间的索道立体影像概略三维实景模型中的尺度信息，得到各拍摄时间的索道立体影像精确三维实景模型；

基于所述各拍摄时间的索道立体影像精确三维实景模型，得到索道的运行状态变化情况。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取若干相机(11)带拍摄时间标签的照片之后，基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况之前，还包括：

根据若干相机(11)带拍摄时间标签的照片，验证所述若干相机(11)是否能够正常同步拍摄并获取清晰照片。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取若干相机(11)发送的带拍摄时间标签的照片之前，还包括：

通过若干相机(11)，以设定的拍摄时间间隔同步对第一索道支架(2)和索道的小车(6)进行拍摄，得到带拍摄时间标签的照片。

11.一种索道运行状态监测装置，其特征在于，包括：获取模块和处理模块；

所述获取模块，用于获取若干相机(11)带拍摄时间标签的照片；

所述处理模块，用于基于拍摄时间对所述带拍摄时间标签的照片进行处理得到索道的运行状态变化情况；

所述运行状态变化情况基于小车(6)的位置和姿态以及第一索道支架(2)的位置确定。

12.一种计算机设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求7至10中任一项的监测方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求7至10中任一项的监测方法。

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