CN115235376B - 一种非接触式电缆敷设质量检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式电缆敷设质量检测方法及检测装置，所述方法包括：将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧；控制检测探头部的球面传动单元进行移动，获取待测电缆弯曲部分的测量点数据；根据转换后的测量点数据计算得到空间平面并进行投影，得到投影点数据集合；根据投影点数据集合计算得到球面方程，球面方程的半径即为待测电缆的弯曲半径；将弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到待测电缆的敷设质量检测结果。本发明通过与待测电缆保持安全距离的基础上进行弯曲半径测量，可以高效、快速地得到弯曲半径的测量结果，进而得到电缆敷设质量检测结果，同时还可以避免检测人员与带电电缆近距离接触，保证人员安全。

Description

一种非接触式电缆敷设质量检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种非接触式电缆敷设质量检测方法及检测装置。

背景技术

电力电缆作为城市电网传输电能的主要载体，其安装敷设具有明确的标准要求。电缆弯曲半径是电缆敷设施工及运行中保证其绝缘性能的主要指标，电缆弯曲半径是指工程上把弯曲的电缆近似看做一段圆弧，圆弧对应的半径即为此弯曲电缆的弯曲半径。若电缆敷设弯曲位置最小弯曲半径过小，则在长期运行工况下，绝缘层在电场作用以及应力作用下会加速老化，成为电力电缆的薄弱环节，显著缩短电缆使用寿命，为电网的安全可靠运行带来隐患。

目前电缆工程的验收工作会对电缆质量尤其是电缆弯曲半径进行检测，但是，现有的弯曲半径检测仪器一般要求检测人员手持仪器部件紧贴于带电电缆弯曲部分内侧，对于检测人员来说存在一定的安全隐患。并且，受限于现场中电缆敷设的空间，此类检测仪器通常很难取得实际应用。例如，对电缆沟槽、电缆夹层等活动不便的场合，使用此类检测仪器难以得到准确的检测结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种非接触式电缆敷设质量检测方法及检测装置，使得检测人员不必将仪器部件紧贴于电缆弯曲部分，可以高效、快速地得到弯曲半径的测量结果，进而得到电缆敷设质量检测结果，同时还可以避免检测人员与带电电缆近距离接触，保证人员安全。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种非接触式电缆敷设质量检测方法，包括：

将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧；

控制所述检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动，以获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4；

将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面；

将所述转换后的n个测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；

根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则所述球面方程的半径即为所述待测电缆的弯曲半径；

将所述弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到所述待测电缆的敷设质量检测结果。

作为上述方案的改进，所述获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据，具体包括：

获取所述检测探头部的红外测距单元的当前测距结果

，所述球面传动单元的当前垂直方向滚轴位置d_v、当前水平方向滚轴位置d_h；

根据所述当前测距结果

、所述当前垂直方向滚轴位置d_v以及所述当前水平方向滚轴位置d_h，计算得到每一测量点数据为

；其中，

为当前测距结果，d_vu、d_vl、d_hl、d_hr分别为校准时垂直方向上滚轴位置和水平方向上滚轴位置。

作为上述方案的改进，所述将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面，具体包括：

将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并判断转换后的n个测量点数据是否位于空间中的同一条直线；

若是，则删除所述n个测量点数据中的最后一个，并重新获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；

若否，则根据所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法计算得到空间平面。

作为上述方案的改进，所述判断转换后的n个测量点数据是否位于空间中的同一条直线，具体包括：

采用最小二乘法根据公式

计算所述转换后的n个测量点数据的最优值：式中，(x_i,y_i,z_i)为转换后的测量点的数据值，n为测量点的数量，x₀、y₀、m、o均为直线方程的参数；

若所述最优值小于预设的多点共线阈值，则判定所述转换后的n个测量点数据位于空间中的同一条直线

上；

若所述最优值不小于预设的多点共线阈值，则判定所述转换后的n个测量点数据不位于空间中的同一条直线。

作为上述方案的改进，所述根据所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法计算得到空间平面，具体为：

对所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法根据公式

计算得到空间平面S=a₀x+a₁y+a₂；式中，(x_i,y_i,z_i)为转换后的测量点的数据值，n为测量点的数量，a₀、a₁、a₂均为平面方程系数。

作为上述方案的改进，所述根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，具体为：

对所述投影点数据集合采用最小二乘法根据公式

计算得到球面方程为

；式中，A、B、C、D均为球面方程系数。

作为上述方案的改进，所述将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧之后，还包括：

对所述检测探头部和手持终端部进行通信测试。

作为上述方案的改进，所述控制所述检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动之前，还对所述球面传动单元进行校准，校准步骤具体为：

控制所述球面传动单元垂直方向滚轴向上滚动到达限位，记录垂直方向滚轴位置d_vu；

控制所述球面传动单元垂直方向滚轴向下滚动到达限位，记录垂直方向滚轴位置d_vl；

控制所述球面传动单元水平方向滚轴向左滚动到达限位，记录水平方向滚轴位置d_hl；

控制所述球面传动单元水平方向滚轴向右滚动到达限位，记录水平方向滚轴位置d_hr。

本发明实施例还提供了一种非接触式电缆敷设质量检测装置，应用于上述任一项所述的非接触式电缆敷设质量检测方法，所述检测装置包括检测探头部和手持终端部，所述检测探头部和所述手持终端部通信连接；

所述检测探头部包括球面传动单元以及设置于所述球面传动单元上的红外测距单元和摄像单元；所述球面传动单元包括垂直方向滚轴和水平方向滚轴，所述垂直方向滚轴和所述水平方向滚轴分别采用电机控制移动，使所述红外测距单元和所述摄像单元能够随之移动，以采集待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4；

所述手持终端部包括计算单元，所述计算单元用于将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的测量点数据计算得到空间平面；将所述转换后的测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则所述球面方程的半径即为所述待测电缆的弯曲半径；将所述弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到所述待测电缆的敷设质量检测结果。

进一步的，所述检测探头部还包括限位罩，所述限位罩用于对所述球面传动单元的运动进行限制。

相对于现有技术，本发明实施例提供的一种非接触式电缆敷设质量检测方法及检测装置的有益效果在于：通过将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧；控制所述检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动，以获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4；将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面；将所述转换后的n个测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则所述球面方程的半径即为所述待测电缆的弯曲半径；将所述弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到所述待测电缆的敷设质量检测结果。本发明实施例通过与待测电缆保持安全距离的基础上进行弯曲半径测量，使得检测人员不必将仪器部件紧贴于电缆弯曲部分，适用范围广，可以高效、快速地得到弯曲半径的测量结果，进而得到电缆敷设质量检测结果，同时还可以避免检测人员与带电电缆近距离接触，保证人员安全。

附图说明

图1是本发明提供的一种非接触式电缆敷设质量检测方法的一个优选实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的一种非接触式电缆敷设质量检测装置的一个优选实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的一种非接触式电缆敷设质量检测装置中检测探头部的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

请参阅图1，图1是本发明提供的一种非接触式电缆敷设质量检测方法的一个优选实施例的流程示意图。所述非接触式电缆敷设质量检测方法，包括：

S1，将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧；

S2，控制所述检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动，以获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4；

S3，将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面；

S4，将所述转换后的n个测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；

S5，根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则所述球面方程的半径即为所述待测电缆的弯曲半径；

S6，将所述弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到所述待测电缆的敷设质量检测结果。

具体的，本实施例提供的非接触式电缆敷设质量检测方法，首先将检测探头部固定放置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧。该预设距离可以根据实际检测情况进行设置，只需满足使检测人员在目视可达到待测电缆弯曲部分即可。然后，控制检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动，以使检测探头部的红外测距单元发出的红外光能够照射到待测电缆弯曲部分的表面，从而获取待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4。其次，将n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面。再将转换后的n个测量点数据对该空间平面进行投影，得到投影点数据集合。根据投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则该球面方程的半径即为待测电缆的弯曲半径。最后，将计算得到的弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到待测电缆的敷设质量检测结果。

需要说明的是，目前现有的接触式或非接触式弯曲半径测量方法对弯曲部分采集的测量点数量一般不超过3个，然而通过3个测量点获取的三角形外接圆与实际电缆弯曲面之间可能存在很大误差。因此，本发明实施例提供的非接触式电缆敷设质量检测方法对采集的测量点数要求4个以上，适用最小二乘确定所在平面，可以有效提升对实际弯曲面的拟合程度，从而能够得到更准确的弯曲半径测量结果。

本实施例通过与待测电缆保持安全距离的基础上进行弯曲半径测量，一方面适用于对电缆沟槽、电缆夹层等活动不便的场合开展检测，适用范围广，可以高效、快速地得到弯曲半径的测量结果，进而得到电缆敷设质量检测结果；另一方面使得检测人员不必将仪器部件紧贴于电缆弯曲部分，可以避免检测人员与带电电缆近距离接触，保证人员安全。

在另一个优选实施例中，所述获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据，具体包括：

获取所述检测探头部的红外测距单元的当前测距结果

，所述球面传动单元的当前垂直方向滚轴位置d_v、当前水平方向滚轴位置d_h；

根据所述当前测距结果

、所述当前垂直方向滚轴位置d_v以及所述当前水平方向滚轴位置d_h，计算得到每一测量点数据为

；其中，

为当前测距结果，d_vu、d_vl、d_hl、d_hr分别为校准时垂直方向上滚轴位置和水平方向上滚轴位置。

具体的，本实施例控制检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动，以使检测探头部的红外测距单元发出的红外光能够照射到待测电缆弯曲部分的表面，获取检测探头部的红外测距单元的当前测距结果

，球面传动单元的当前垂直方向滚轴位置d_v、当前水平方向滚轴位置d_h。然后，根据当前测距结果

、当前垂直方向滚轴位置d_v以及当前水平方向滚轴位置d_h，计算得到每一测量点数据为

；其中，

为当前测距结果，d_vu、d_vl、d_hl、d_hr分别为校准时垂直方向上滚轴位置和水平方向上滚轴位置。

在又一个优选实施例中，所述将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面，具体包括：

将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并判断转换后的n个测量点数据是否位于空间中的同一条直线；

若是，则删除所述n个测量点数据中的最后一个，并重新获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；

若否，则根据所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法计算得到空间平面。

具体的，本实施例将n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，记为

，其中n为测量点数量，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面时，先判断转换后的n个测量点数据是否位于空间中的同一条直线，若是，则删除n个测量点数据中的最后一个，并重新获取待测电缆弯曲部分的n个测量点数据。若否，则根据转换后的n个测量点数据采用最小二乘法计算得到空间平面。

需要说明的是，本实施例在根据测量点数据拟合空间平面时，先判断测量点数据是否位于空间中的同一条直线，因为若多个测量点数据位于空间中的同一条直线，则无法拟合得到空间中的球体。因此，在拟合空间平面前，先对测量点数据进行筛选，以保证可以拟合得到符合实际的空间球体。

在又一个优选实施例中，所述判断转换后的n个测量点数据是否位于空间中的同一条直线，具体包括：

采用最小二乘法根据公式

计算所述转换后的n个测量点数据的最优值：式中，(x_i,y_i,z_i)为转换后的测量点的数据值，n为测量点的数量，x₀、y₀、m、o均为直线方程的参数；

若所述最优值小于预设的多点共线阈值，则判定所述转换后的n个测量点数据位于空间中的同一条直线

上；

若所述最优值不小于预设的多点共线阈值，则判定所述转换后的n个测量点数据不位于空间中的同一条直线。

具体的，本实施例在判断转换后的n个测量点数据是否位于空间中的同一条直线时，采用最小二乘法根据公式

计算转换后的n个测量点数据的最优值：式中，(x_i,y_i,z_i)为转换后的测量点的数据值，n为测量点的数量，x₀、y₀、m、o均为直线方程的参数。若最优值小于预设的多点共线阈值，则判定转换后的n个测量点数据位于空间中的同一条直线

上；若最优值不小于预设的多点共线阈值，则判定转换后的n个测量点数据不位于空间中的同一条直线。

需要说明的是，本实施例不失一般性，将空间中的直线方程记为

，式中，x₀、y₀、m、o均为直线方程的参数。

在又一个优选实施例中，所述根据所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法计算得到空间平面，具体为：

对所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法根据公式

计算得到空间平面S=a₀x+a₁y+a₂；式中，(x_i,y_i,z_i)为转换后的测量点的数据值，n为测量点的数量，a₀、a₁、a₂均为平面方程系数。

具体的，本实施例在判定转换后的n个测量点数据不位于空间中的同一条直线后，则对转换后的n个测量点数据采用最小二乘法根据公式

计算得到空间平面S=a₀x+a₁y+a₂；式中，(x_i,y_i,z_i)为转换后的测量点的数据值，n为测量点的数量，a₀、a₁、a₂均为平面方程系数。

在又一个优选实施例中，所述根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，具体为：

对所述投影点数据集合采用最小二乘法根据公式

计算得到球面方程为

；式中，A、B、C、D均为球面方程系数。

具体的，在计算得到空间平面S后，将转换后的n个测量点数据

对该空间平面S进行投影，得到投影点数据集合

；对该投影点数据集合

采用最小二乘法根据公式

计算得到空间中的一个球体，球面方程为

，则该球面方程的半径即为待测电缆的弯曲半径；式中，A、B、C、D均为球面方程系数。

作为优选方案，所述将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧之后，还包括：

对所述检测探头部和手持终端部进行通信测试。

具体的，本实施例在将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧之后，还对检测探头部和手持终端部进行通信测试，以确保检测探头部和手持终端部之间通信正常。

在又一个优选实施例中，所述控制所述检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动之前，还对所述球面传动单元进行校准，校准步骤具体为：

控制所述球面传动单元垂直方向滚轴向上滚动到达限位，记录垂直方向滚轴位置d_vu；

控制所述球面传动单元垂直方向滚轴向下滚动到达限位，记录垂直方向滚轴位置d_vl；

控制所述球面传动单元水平方向滚轴向左滚动到达限位，记录水平方向滚轴位置d_hl；

控制所述球面传动单元水平方向滚轴向右滚动到达限位，记录水平方向滚轴位置d_hr。

具体的，本实施例在控制检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动之前，还对球面传动单元进行校准，校准步骤具体为：

控制所述球面传动单元垂直方向滚轴向上滚动到达限位，记录垂直方向滚轴位置d_vu；

控制所述球面传动单元垂直方向滚轴向下滚动到达限位，记录垂直方向滚轴位置d_vl；

控制所述球面传动单元水平方向滚轴向左滚动到达限位，记录水平方向滚轴位置d_hl；

控制所述球面传动单元水平方向滚轴向右滚动到达限位，记录水平方向滚轴位置d_hr。

相应地，本发明还提供一种非接触式电缆敷设质量检测装置，应用于上述任一实施例所述的非接触式电缆敷设质量检测方法。

请参阅图2和图3，图2是本发明提供的一种非接触式电缆敷设质量检测装置的一个优选实施例的结构示意图，图3是本发明提供的一种非接触式电缆敷设质量检测装置中检测探头部的结构示意图。所述非接触式电缆敷设质量检测装置，包括检测探头部和手持终端部，所述检测探头部和所述手持终端部通信连接；

所述检测探头部包括球面传动单元以及设置于所述球面传动单元上的红外测距单元和摄像单元；所述球面传动单元包括垂直方向滚轴和水平方向滚轴，所述垂直方向滚轴和所述水平方向滚轴分别采用电机控制移动，使所述红外测距单元和所述摄像单元能够随之移动，以采集待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4；

所述手持终端部包括计算单元，所述计算单元用于将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的测量点数据计算得到空间平面；将所述转换后的测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则所述球面方程的半径即为所述待测电缆的弯曲半径；将所述弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到所述待测电缆的敷设质量检测结果。

具体的，本实施例中的检测探头部包括球面传动单元1以及设置于球面传动单元1上的红外测距单元2和摄像单元3。其中，球面传动单元1包括垂直方向滚轴101和水平方向滚轴102，垂直方向滚轴101和水平方向滚轴102分别采用电机控制移动，使红外测距单元2和摄像单元3能够随之移动，以采集待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，摄像单元能够在上下方向以及左右方向各120°内旋转，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4。手持终端部包括计算单元，该计算单元用于将n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的测量点数据计算得到空间平面；将转换后的测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；根据投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则球面方程的半径即为待测电缆的弯曲半径；将弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到待测电缆的敷设质量检测结果。

需要说明的是，本实施例中的检测探头部还可以包括第一通信单元、校准单元、第一电源单元5以及固定单元6，其中，第一通信单元用于将测量点数据传输至手持终端部，校准单元用于控制球面传动单元进行校准，第一电源单元5用于为检测探头部提供电能，固定单元6包括支架以及挂载工具，用于固定检测探头部。本实施例中的手持终端部还可以包括用户交互单元、第二通信单元、存储单元以及第二电源单元，其中，用户交互单元可以采用触摸屏的形式，用于及时反馈用户信息并由用户输入各项需求。第二通信单元用于接收第一通信单元传输的测量点数据，存储单元用于存储测量数据以及测量结果，第二电源单元用于为手持终端部提供电能。

优选地，所述检测探头部还包括限位罩4，所述限位罩4用于对所述球面传动单元1的运动进行限制。

具体的，检测探头部还包括限位罩，该限位罩用于对球面传动单元的运动进行限制，同时还可以保护摄像单元避免强光照射。

在具体实施当中，本发明实施例提供的非接触式电缆敷设质量检测装置的工作原理、控制流程及实现的技术效果，与上述实施例中的非接触式电缆敷设质量检测方法对应相同，在此不再赘述。

下面以具体实施例对上述非接触式电缆敷设质量检测方法进行说明。

样例一：对完成敷设的220kV电缆的弯曲半径开展检测。

第1步，工作人员首先将检测探头部通过挂载工具加装在合适的位置上固定，在检测探头位置，工作人员能够目视到达待检测电缆弯曲部分内侧，打开检测探头部的电源，进入第2步；

第2步，工作人员与待检测电缆保持足够的安全距离，与检测探头部分保持足够的通信距离，打开手持终端部的电源，设置多点共线阈值e_l，进入第3步；

该步骤设置多点共线阈值e_l = 1×10^-6。

第3步，手持终端部与检测探头部进行通信测试，通信正常则进入第4步，否则关闭手持终端部的电源进入第2步；

第4步，对球面传动单元进行校准，进入第4.1步；

第4.1步，控制球面传动单元垂直方向滚轴向上滚动，到达限位，记录下垂直方向滚轴位置d_vu，进入第4.2步；

第4.2步，控制球面传动单元垂直方向滚轴向下滚动，到达限位，记录下垂直方向滚轴位置d_vl，进入第4.3步；

第4.3步，控制球面传动单元水平方向滚轴向左滚动，到达限位，记录下水平方向滚轴位置d_hl，进入第4.4步；

第4.4步，控制球面传动单元水平方向滚轴向右滚动，到达限位，记录下水平方向滚轴位置d_hr，进入第5步；

校准步骤得到结果如下：

第5步，打开摄像单元，将摄像结果实时在用户交互单元上进行显示，红外测距单元的红点同样可以在用户交互单元上可见，进入第6步；

第6步，用户交互单元给出提示，要求用户至少确认四个电缆弯曲部分内侧点的位置，进入第7步；

第7步，用户通过用户交互单元进行位置调整，调整信息经由第一通信单元发送至球面传动单元，球面传动单元使滚轴动作，摄像单元以及红外测距单元对准位置随即发生改变，用户确认红点位置为电缆弯曲部分内侧点，进入第8步；

第8步，红外测距单元将当前点的测距结果

，球面传动单元将当前点垂直方向滚轴位置d_v，水平方向滚轴位置d_h记录，则该点在球坐标系下坐标数据点为

，经由第一通信单元发送至手持终端进行保存，进入第9步；

第9步，若当前保存数据点信息数量小于4，则返回第7步，否则，进入第10步；

第10步，用户交互单元给出提示，数据点信息数量已充足，询问进行计算或继续选择数据点，若用户选择继续选择数据点，则返回第7步，否则，进入第11步；

用户提供电缆弯曲4个点数据如下所示，单位为m：

则球坐标系下点坐标为：

第11步，将全部数据点坐标从球坐标系转换为直角坐标系，记为

，其中n为数据点数量，计算最小二乘问题

，若最优值小于用户指定的多点共线阈值e_l，则认为全部数据点位于空间中一条直线

上，删除最后一个数据点，返回第7步，否则进入第12步；

第12步，对全部数据点

计算最小二乘问题

得到一个空间平面S=a₀x+a₁y+a，进入第13步；

则直角坐标系下点坐标为：

计算

得到最优值为1.0166 >e_l，因此判断数据点不共线，经过最小二乘计算得到空间平面S表达式为：

S=-0.0576x+0.1302y-0.5589。

第13步，将全部数据点

对平面S做投影，得到投影点集合

，进入第14步；

则投影点集合为：

第14步，对投影数据点

，计算最小二乘问题

，得到空间中的一个球体：

，将该球的半径作为弯曲半径。

拟合得到球面方程为：

，则得到拟合球半径为2.7191m。

将该弯曲半径与预设的评价参数进行对比，得到待测电缆的敷设质量检测结果，将该检测结果反馈给用户，检测完毕。

本发明实施例提供了一种非接触式电缆敷设质量检测方法及检测装置，通过将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧；控制所述检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动，以获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4；将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面；将所述转换后的n个测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则所述球面方程的半径即为所述待测电缆的弯曲半径；将所述弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到所述待测电缆的敷设质量检测结果。本发明实施例通过与待测电缆保持安全距离的基础上进行弯曲半径测量，使得检测人员不必将仪器部件紧贴于电缆弯曲部分，适用范围广，可以高效、快速地得到弯曲半径的测量结果，进而得到电缆敷设质量检测结果，同时还可以避免检测人员与带电电缆近距离接触，保证人员安全。

需说明的是，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的系统实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种非接触式电缆敷设质量检测方法，其特征在于，包括：

将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧；

控制所述检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动，以获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4；

将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面；

将所述转换后的n个测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；

根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则所述球面方程的半径即为所述待测电缆的弯曲半径；

将所述弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到所述待测电缆的敷设质量检测结果；

其中，所述获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据，具体包括：

获取所述检测探头部的红外测距单元的当前测距结果

，所述球面传动单元的当前垂 直方向滚轴位置d_v、当前水平方向滚轴位置d_h；

根据所述当前测距结果

、所述当前垂直方向滚轴位置d_v以及所述当前水平方向滚轴 位置d_h，计算得到每一测量点数据为

；其中，

为当前测距 结果，d_vu为校准时垂直方向滚轴向上滚动的限位位置、d_vl为校准时垂直方向滚轴向下滚动 的限位位置、d_hl为校准时水平方向滚轴向左滚动的限位位置、d_hr为校准时水平方向滚轴向 右滚动的限位位置。

2.如权利要求1所述的非接触式电缆敷设质量检测方法，其特征在于，所述将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的n个测量点数据计算得到空间平面，具体包括：

将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并判断转换后的n个测量点数据是否位于空间中的同一条直线；

若是，则删除所述n个测量点数据中的最后一个，并重新获取所述待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；

若否，则根据所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法计算得到空间平面。

3.如权利要求2所述的非接触式电缆敷设质量检测方法，其特征在于，所述判断转换后的n个测量点数据是否位于空间中的同一条直线，具体包括：

采用最小二乘法根据公式

计算所述转 换后的n个测量点数据的最优值：式中，(x_i,y_i,z_i)为转换后的测量点的数据值，n为测量点 的数量，x₀、y₀、m、o均为直线方程的参数；

若所述最优值小于预设的多点共线阈值，则判定所述转换后的n个测量点数据位于空 间中的同一条直线

上；

若所述最优值不小于预设的多点共线阈值，则判定所述转换后的n个测量点数据不位于空间中的同一条直线。

4.如权利要求2所述的非接触式电缆敷设质量检测方法，其特征在于，所述根据所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法计算得到空间平面，具体为：

对所述转换后的n个测量点数据采用最小二乘法根据公式

计算得到空间平面S=a₀x+a₁y+a₂；式中，(x_i,y_i,z_i)为转 换后的测量点的数据值，n为测量点的数量，a₀、a₁、a₂均为平面方程系数。

5.如权利要求4所述的非接触式电缆敷设质量检测方法，其特征在于，所述根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，具体为：

对所述投影点数据集合采用最小二乘法根据公式

计算得到球面方程为

；式中，(x_i ^’,y_i ^’,z_i ^’)为投影点数据，A、B、C、D均为球面方 程系数。

6.如权利要求1所述的非接触式电缆敷设质量检测方法，其特征在于，所述将检测探头部置于距离待测电缆弯曲部分预设距离的内侧或外侧之后，还包括：

对所述检测探头部和手持终端部进行通信测试。

7.如权利要求1所述的非接触式电缆敷设质量检测方法，其特征在于，所述控制所述检测探头部的球面传动单元按照预设的位置调整信息进行移动之前，还对所述球面传动单元进行校准，校准步骤具体为：

控制所述球面传动单元垂直方向滚轴向上滚动到达限位，记录垂直方向滚轴位置d_vu；

控制所述球面传动单元垂直方向滚轴向下滚动到达限位，记录垂直方向滚轴位置d_vl；

控制所述球面传动单元水平方向滚轴向左滚动到达限位，记录水平方向滚轴位置d_hl；

控制所述球面传动单元水平方向滚轴向右滚动到达限位，记录水平方向滚轴位置d_hr。

8.一种非接触式电缆敷设质量检测装置，应用于如权利要求1至7中任一项所述的非接触式电缆敷设质量检测方法，其特征在于，所述检测装置包括检测探头部和手持终端部，所述检测探头部和所述手持终端部通信连接；

所述检测探头部包括球面传动单元以及设置于所述球面传动单元上的红外测距单元和摄像单元；所述球面传动单元包括垂直方向滚轴和水平方向滚轴，所述垂直方向滚轴和所述水平方向滚轴分别采用电机控制移动，使所述红外测距单元和所述摄像单元能够随之移动，以采集待测电缆弯曲部分的n个测量点数据；其中，n个测量点位于同一空间平面，n为自然数，且n≥4；

所述手持终端部包括计算单元，所述计算单元用于将所述n个测量点数据从球坐标系转换为直角坐标系，并根据转换后的测量点数据计算得到空间平面；将所述转换后的测量点数据对所述空间平面进行投影，得到投影点数据集合；根据所述投影点数据集合采用最小二乘法计算得到球面方程，则所述球面方程的半径即为所述待测电缆的弯曲半径；将所述弯曲半径与预设的评价参数进行对比，以得到所述待测电缆的敷设质量检测结果。

9.如权利要求8所述的非接触式电缆敷设质量检测装置，其特征在于，所述检测探头部还包括限位罩，所述限位罩用于对所述球面传动单元的运动进行限制。

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