輸電線距離檢測方法、裝置及系統與流程

本發明涉及輸電線距離檢測技術領域，特別涉及一種輸電線距離檢測方法、裝置及系統。

背景技術：

在電力行業人員施工過程中，電網工作人員長期在輸電線環繞的環境作業，在認真完成工作的同時，還需要準確掌握與輸電線安全距離以保證自身安全。隨著國家對電網安全的重視，電網工作人員的安全問題日益凸顯出來。

超聲波是一種振動頻率大于20kHz的聲波。超聲波對外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強、有毒等惡劣環境中。超聲波傳感器結構簡單、體積小、費用低、技術難度小、信息處理簡單、易于小型化和集成化，廣泛應用于各個領域。超聲波傳感器也被安裝于測距儀中，用于測量目標距離，進行航跡推算。

超聲波測距儀是根據超聲波遇到障礙物反射回來的特性進行測量的。超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即中斷停止計時。通過不斷檢測產生波發射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發射超聲波和接收到回波的時間差，然后求出距離。目前，超聲波測距儀發射的超聲波都是有一定的發散角的，測出的距離只是超聲波波面的距離，測量精度比較低。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于提供一種輸電線距離檢測方法、裝置及系統，以解決現有超聲波測距儀測量精度低的問題。

根據本發明的實施例的第一方面，本發明提供了一種輸電線距離檢測系統，所述系統包括：處理器、第一超聲波測距器、第二超聲波測距器及顯示器；

所述第一超聲波測距器與所述處理器連接；所述第二超聲波測距器與所述第一超聲波測距器在同一水平面內并排設置，并與所述處理器連接；所述顯示器與所述處理器連接；

所述第一超聲波測距器用于采集輸電線與所述第一超聲波測距器之間的第一距離數據；

所述第二超聲波測距器用于采集輸電線與所述第二超聲波測距器之間的第二距離數據；

所述處理器用于獲取所述第一距離數據和所述第二距離數據；根據所述第一距離數據和所述第二距離數據，計算所述輸電線與所述輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據；向所述顯示器發送垂直距離數據提示信號；根據預設電壓等級下的安全距離數據，判斷所述垂直距離數據是否小于所述安全距離數據；若是，則向所述顯示器發送危險提示信號；

所述顯示器用于根據所述垂直距離數據提示信號，實時顯示所述垂直距離數據，以及，根據所述危險提示信號，顯示危險提示信息；

所述第一超聲波測距器包括第一超聲波寄存器，所述第一超聲波寄存器用于存儲所述第一距離數據；

所述第二超聲波測距器包括第二超聲波寄存器，所述第二超聲波寄存器用于存儲所述第二距離數據。

具體地，所述第一超聲波測距器和所述第二超聲波測距器的測距周期為100毫秒，分辨率為1厘米。

根據本發明的第二方面，提供一種輸電線距離檢測方法，用于輸電線距離檢測系統，所述系統包括處理器、第一超聲波測距器、第二超聲波測距器及顯示器；所述第一超聲波測距器包括第一超聲波寄存器，所述第二超聲波測距器包括第二超聲波寄存器，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

所述處理器獲取所述第一超聲波測距器采集的第一距離數據；

所述處理器獲取所述第二超聲波測距器采集的第二距離數據；

所述處理器根據所述第一距離數據和所述第二距離數據，計算輸電線與所述輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據，向所述顯示器發送垂直距離數據提示信號；

所述處理器根據預設電壓等級下的安全距離數據，判斷所述垂直距離數據是否小于所述安全距離數據；若是，則向所述顯示器發送危險提示信號。

具體地，所述處理器獲取所述第一超聲波測距器采集的第一距離數據之前，包括：

所述第一超聲波測距器采集輸電線與所述第一超聲波測距器之間的第一距離數據，并將所述第一距離數據存儲至所述第一超聲波寄存器。

具體地，所述處理器獲取所述第二超聲波測距器采集的第二距離數據之前，包括：

所述第二超聲波測距器采集輸電線與所述第二超聲波測距器之間的第二距離數據，并將所述第二距離數據存儲至所述第二超聲波寄存器。

具體地，所述處理器獲取所述第一超聲波測距器采集的第一距離數據，包括：

所述處理器向所述第一超聲波測距器發出第一寫命令的超聲波從地址；

所述處理器接收到所述第一超聲波測距器發出的第一應答信號后，向所述第一超聲波測距器發送所述第一超聲波寄存器的地址；

所述處理器接收到所述第一超聲波測距器發出的第二應答信號后，讀取所述第一超聲波寄存器內的所述第一距離數據。

具體地，所述處理器獲取所述第二超聲波測距器采集的第二距離數據，包括：

所述處理器向所述第二超聲波測距器發出第二寫命令的超聲波從地址；

所述處理器接收到所述第二超聲波測距器發出的第三應答信號后，向所述第二超聲波測距器發送所述第二超聲波寄存器的地址；

所述處理器接收到所述第二超聲波測距器發出的第四應答信號后，讀取所述第二超聲波寄存器內的所述第二距離數據。

具體地，根據所述第一距離數據和所述第二距離數據，計算所述輸電線與所述輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據，包括：

所述處理器根據所述第一距離數據、所述第二距離數據以及所述第一超聲波測距器與所述第二超聲波測距器之間的第三距離數據，計算所述第一超聲波測距器、所述第二超聲波測距器以及所述輸電線所圍成的三角形的面積；

所述處理器根據所述三角形的面積以及所述第三距離數據，計算所述輸電線與所述輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據。

具體地，所述處理器根據所述第一距離數據、所述第二距離數據以及所述第一超聲波測距器與所述第二超聲波測距器之間的第三距離數據，計算所述第一超聲波測距器、所述第二超聲波測距器以及所述輸電線所圍成的三角形的面積，包括：

所述處理器根據所述第一距離數據、所述第二距離數據以及所述第三距離數據，計算所述第一超聲波測距器、所述第二超聲波測距器以及所述輸電線所圍成的三角形的半周長數據；

所述處理器根據海倫公式，利用所述第一距離數據、所述第二距離數據、所述第三距離數據以及所述半周長數據，計算所述第一超聲波測距器、所述第二超聲波測距器以及所述輸電線所圍成的三角形的面積。

根據本發明的第三方面，提供一種輸電線距離檢測裝置，用于輸電線距離檢測系統，所述系統包括處理器、第一超聲波測距器、第二超聲波測距器及顯示器；所述第一超聲波測距器包括第一超聲波寄存器，所述第二超聲波測距器包括第二超聲波寄存器，所述裝置包括：

獲取單元，用于獲取所述第一超聲波測距器采集的第一距離數據，以及所述第二超聲波測距器采集的第二距離數據；

數據處理單元，用于根據所述第一距離數據和所述第二距離數據，計算輸電線與所述輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據，向所述顯示器發送垂直距離數據提示信號；

安全距離判斷單元，用于根據預設電壓等級下的安全距離數據，判斷所述垂直距離數據是否小于所述安全距離數據；若所述垂直距離數據小于所述安全距離數據，則所述處理器向所述顯示器發送危險提示信號。

由以上技術方案可知，本發明提供的一種輸電線距離檢測方法、裝置及系統，所述系統包括：處理器、第一超聲波測距器、第二超聲波測距器及顯示器；所述第一超聲波測距器與所述處理器連接；所述第二超聲波測距器與所述第一超聲波測距器在同一水平面內并排設置，并與所述處理器連接；所述顯示器與所述處理器連接；所述方法包括如下步驟：所述處理器獲取所述第一超聲波測距器采集的第一距離數據；所述處理器獲取所述第二超聲波測距器采集的第二距離數據；所述處理器根據所述第一距離數據和所述第二距離數據，計算所述輸電線與所述輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據；所述處理器根據所述垂直距離數據，計算所述垂直距離數據所對應的預設電壓等級下的安全距離數據，并將所述垂直距離數據與所述安全距離數據發送至所述顯示器實時顯示。與一個超聲波測距方式相比，本發明采用兩個超聲波測距部件可以增大測距的角度范圍，同時準確的計算出物體的空間位置或人與輸電線垂直的垂直距離，進而減少盲區，提高測距精度，有助于電網工作的人員對輸電線安全距離精準判斷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種輸電線距離檢測系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種輸電線距離檢測方法的流程圖；

圖3為本發明實施例提供的一種輸電線距離檢測裝置的結構框圖。

圖中，1-處理器；2-第一超聲波測距器；3-第二超聲波測距器；4-顯示器；5-輸電線；11-獲取單元；12-數據處理單元；13-安全距離判斷單元。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1，為本發明實施例提供的一種輸電線距離檢測系統的結構示意圖，該系統包括：處理器1、第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3及顯示器4；該系統還包括與處理器1、第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3及顯示器4連接的供電電源(未圖示)。

第一超聲波測距器2與處理器1連接；第二超聲波測距器3與第一超聲波測距器2在同一水平面內并排設置，并與處理器1連接；顯示器4與處理器1連接；

第一超聲波測距器2用于采集輸電線5與第一超聲波測距器2之間的第一距離數據；

第二超聲波測距器3用于采集輸電線5與第二超聲波測距器3之間的第二距離數據；

處理器1用于獲取第一距離數據和第二距離數據；根據第一距離數據和第二距離數據，計算輸電線5與輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據；向顯示器4發送垂直距離數據提示信號；根據預設電壓等級下的安全距離數據，判斷垂直距離數據是否小于安全距離數據；若是，則向顯示器4發送危險提示信號；

顯示器4用于根據垂直距離數據提示信號，實時顯示垂直距離數據，以及，根據危險提示信號，顯示危險提示信息；

第一超聲波測距器2包括第一超聲波寄存器，第一超聲波寄存器用于存儲第一距離數據；

第二超聲波測距器3包括第二超聲波寄存器，第二超聲波寄存器用于存儲第二距離數據。

超聲波測距器每100毫秒自動測距，測出的距離數據存儲在超聲波寄存器中，處理器1先給第一超聲波測距器2發送一個從地址，第一超聲波測距器2響應之后，處理器1再發送一個超聲波寄存器的地址，處理器1在第一超聲波測距器2響應之后讀取第一超聲波測距器2的距離數值。同理對第二超聲波測距器3讀取距離數值。處理器1根據兩次測得的距離數值計算出裝置與輸電線路的垂直距離，與相對于電壓等級設置的安全距離閥值比較，發送給顯示器4實時刷新裝置與輸電線的距離及人與安全電壓的等級。

由以上技術方案可知，與一個超聲波測距方式相比，本發明采用兩個超聲波測距部件可以增大測距的角度范圍，同時準確的計算出物體的空間位置或人與輸電線垂直的垂直距離，進而減少盲區，提高測距精度，有助于電網工作的人員對輸電線安全距離精準判斷。

優選地，第一超聲波測距器2和第二超聲波測距器3的測距周期為100毫秒，分辨率為1厘米。超聲波測距器提供了工業級超聲波，測距周期短，分辨率高，避免人因移動速度較快而無法及時提示出人與輸電線的安全距離，可以準確實時測量人與輸電線的距離，并及時校正，提高測距精度，為電網工作人員的安全提供保障。

具體地，第一超聲波測距器2包括第一超聲波寄存器，第一超聲波寄存器用于存儲第一距離數據。第二超聲波測距器3包括第二超聲波寄存器，第二超聲波寄存器用于存儲第二距離數據。超聲波寄存器可以存儲測得的距離數據，便于處理器1獲取第一超聲波測距器和第二超聲波測距器的距離數據并計算出人與輸電線的垂直距離。

由以上技術方案可知，本發明提供的一種輸電線距離檢測系統，包括：處理器、第一超聲波測距器、第二超聲波測距器及顯示器；第一超聲波測距器與處理器連接；第二超聲波測距器與第一超聲波測距器在同一水平面內并排設置，并與處理器連接；顯示器與處理器連接；與一個超聲波測距方式相比，本發明采用兩個超聲波測距部件可以增大測距的角度范圍，同時準確的計算出物體的空間位置或人與輸電線垂直的垂直距離，進而減少盲區，提高測距精度，有助于電網工作的人員對輸電線安全距離精準判斷。

請參閱圖2，本發明實施例提供的一種輸電線距離檢測方法，用于輸電線距離檢測系統，該系統包括處理器1、第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3及顯示器4，第一超聲波測距器2包括第一超聲波寄存器，第二超聲波測距器3包括第二超聲波寄存器方法包括如下步驟：

步驟S1、處理器1獲取第一超聲波測距器2采集的第一距離數據；

步驟S2、處理器1獲取第二超聲波測距器3采集的第二距離數據；

步驟S3、處理器1根據第一距離數據和第二距離數據，計算輸電線5與輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據，向顯示器4發送垂直距離數據提示信號；

步驟S4、處理器1根據預設電壓等級下的安全距離數據，判斷垂直距離數據是否小于安全距離數據；若是，則向顯示器4發送危險提示信號。

具體地，處理器1獲取第一超聲波測距器2采集的第一距離數據之前，包括：

第一超聲波測距器2采集輸電線5與第一超聲波測距器2之間的第一距離數據，并將第一距離數據存儲至第一超聲波寄存器。

處理器1獲取第二超聲波測距器3采集的第二距離數據之前，包括：

第二超聲波測距器3采集輸電線5與第二超聲波測距器3之間的第二距離數據，并將第二距離數據存儲至第二超聲波寄存器。

超聲波測距器測得的距離數據存儲于超聲波寄存器，便于處理器1獲取第一超聲波測距器2和第二超聲波測距器3的距離數據并計算出人與輸電線5的垂直距離。

具體地，獲取第一超聲波測距器2采集的第一距離數據，包括：

處理器1向第一超聲波測距器2發出寫命令的超聲波從地址；

處理器1接收到第一超聲波測距器2發出的第一應答信號后，向第一超聲波測距器2發送第一超聲波寄存器的地址；

處理器1接收到第一超聲波測距器2發出的第二應答信號后，讀取第一超聲波寄存器內的第一距離數據。

通過處理器發出命令及第一超聲波測距器2接收命令并應答的過程，可以使處理器1準確完成對向第一超聲波測距器2測量出數據的獲取，并完成人與輸電線5路垂直距離的計算。

處理器1獲取第二超聲波測距器3采集的第二距離數據，包括：

處理器1向第二超聲波測距器3發出第二寫命令的超聲波從地址；

處理器1接收到第二超聲波測距器3發出的第三應答信號后，向第二超聲波測距器3發送第二超聲波寄存器的地址；

處理器1接收到第二超聲波測距器3發出的第四應答信號后，讀取第二超聲波寄存器內的第二距離數據。

具體地，根據第一距離數據和第二距離數據，計算輸電線與輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據，包括：

處理器1，根據第一距離數據、第二距離數據以及第一超聲波測距器2與第二超聲波測距器3之間的第三距離數據，計算第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線5所圍成的三角形的面積；

處理器1根據三角形的面積以及第三距離數據，計算輸電線與輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據。

由三角形面積公式得：

S＝cd/2

d＝2S/c

其中，c為第一超聲波測距器2與第二超聲波測距器3之間的第三距離數據；S為第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線所圍成的三角形的面積；d為述輸電線與輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據。

具體地，處理器1根據第一距離數據、第二距離數據以及第一超聲波測距器2與第二超聲波測距器3之間的第三距離數據，計算第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線所圍成的三角形的面積，包括：

處理器1根據第一距離數據、第二距離數據以及第三距離數據，計算第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線所圍成的三角形的半周長數據；

處理器1根據海倫公式，利用第一距離數據、第二距離數據、第三距離數據以及半周長數據，計算第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線所圍成的三角形的面積。

第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線所圍成三角形的半周長：

p＝(a+b+c)/2

第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線所圍成三角形面積S：

其中，a為第一距離數據；b為第二距離數據；c為第一超聲波測距器2與第二超聲波測距器3之間的第三距離數據；p為第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線所圍成三角形的半周長；S為第一超聲波測距器2、第二超聲波測距器3以及輸電線所圍成的三角形的面積。

具體地，根據《電力安全工作規程》里面規定的輸電線路不停電時的安全距離：10kV及以下，安全距離為70厘米20kV和35kV，安全距離為100厘米；63kV和110kV，安全距離為150厘米。根據《電力安全工作規程》里面規定的設備不停電時的安全距離，劃分超聲波有效測距安全區間。當電壓等級為10kV時，距離小于70厘米時為危險，當電壓等級為35kV時，距離小于100厘米時為危險，當電壓等級為110kV時，距離小于150厘米時為危險。處理器1根據預設電壓等級下的安全距離數據，判斷垂直距離數據是否小于安全距離數據；若是，則向顯示器4發送危險提示信號。因此，電網從業人員可以準確得到預設電壓等級下的安全距離數據，避免由于電網從業人員本人記錯或疏忽而造成觸電危險，保證電網從業人員可以實時準確掌握與輸電線路的垂直距離，并在輸電線路安全距離內作業。

由以上技術方案可知，本發明第二方面提供的一種輸電線距離檢測方法，與一個超聲波測距方式相比，本發明采用兩個超聲波測距部件可以增大測距的角度范圍，同時準確的計算出物體的空間位置或人與輸電線垂直的垂直距離，進而減少盲區，提高測距精度，有助于電網工作的人員對輸電線安全距離精準判斷。

根據本發明實施例的第三方面，提供一種提供輸電線距離檢測裝置，用于輸電線距離檢測系統，所述系統包括處理器、第一超聲波測距器、第二超聲波測距器及顯示器；所述第一超聲波測距器包括第一超聲波寄存器，所述第二超聲波測距器包括第二超聲波寄存器，所述裝置包括：

獲取單元11，用于獲取所述第一超聲波測距器采集的第一距離數據，以及所述第二超聲波測距器采集的第二距離數據；

數據處理單元12，用于根據所述第一距離數據和所述第二距離數據，計算輸電線與所述輸電線距離檢測系統之間的垂直距離數據，向所述顯示器發送垂直距離數據提示信號；

安全距離判斷單元13，用于根據預設電壓等級下的安全距離數據，判斷所述垂直距離數據是否小于所述安全距離數據；若所述垂直距離數據小于所述安全距離數據，則所述處理器向所述顯示器發送危險提示信號。

由以上技術方案可知，本發明第三方面提供的一種輸電線距離檢測裝置，與一個超聲波測距方式相比，本發明采用兩個超聲波測距部件可以增大測距的角度范圍，同時準確的計算出物體的空間位置或人與輸電線垂直的垂直距離，進而減少盲區，提高測距精度，有助于電網工作的人員對輸電線安全距離精準判斷。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發明后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。