反射型激光清除异物装置除异物方法制造方法及图纸

技术编号:19514577 阅读:26 留言:0更新日期:2018-11-21 09:48
本发明专利技术公开了一种反射型激光清除异物装置除异物方法。由视觉传感器采集、显示器显示当前图像信息;控制系统进行图像识别,得到异物点缠绕信息,并对其进行解算,转化为角度坐标发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;根据输入装置的信息,进入切割模式进行切割。本发明专利技术通过视觉传感器将目标位置显示出来,在自动跟踪的基础上,通过用户端控制激光清除异物装置,提高了装置对复杂异物的适应能力,可根据实际情况,选取最佳切割方式,增加了切割的多样性和灵活性,提高了控制精度与切割效率。

【技术实现步骤摘要】
反射型激光清除异物装置除异物方法
本专利技术涉及智能化清除高压输电线异物领域,具体地说,是一种反射型激光清除异物装置除异物方法。
技术介绍
架空输电线沿线环境复杂,风筝和风筝线、农用塑料布、广告布、遮阳网等漂浮性异物经常缠挂在输电线路上,导致线路跳闸停电或线路损毁,给电力系统和社会造成了极大的经济损失。目前,对于输电线路进行异物清除的主要方法有两种,一种是工作人员上塔清除,具有需攀爬杆塔、走线、高电压高空作业、难度高、风险大、耗时长、需停电作业等缺点,耗费了大量人力物力。另外一种使用较多的方法是无人机搭载喷火装置或者利用其他机械式遥控装置除异物,对于不同的异物,同一装置可能需要改变多种操作方法才能完成切割,其中一些方法也会对电缆造成损害,没有能够大面积推广使用。由于异物种类、缠绕方式多种多样,目前的有关高压线缆清除异物设备在实际工作过程中,往往需要耗费大量的体力劳动,且会存在切割不干净的现象,控制复杂、效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种反射型激光清除异物装置除异物方法,选择切割路径和速度,增加清除高压线异物过程中的灵活度、机动性、控制精度、切割效率,从而能够完成清除架空输电线路上异物的任务。实现本发现目的的技术解决方案为:一种反射型激光清除异物装置除异物方法,步骤如下:所述手动切割方式是指对不同形态的异物进行无差别的手动模式切割。在操作界面上选择“上”、“下”、“左”、“右”控制电机的转动方向,通过改变电机速度滑动条的大小,改变切割的速度;具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:当异物处于相机画面中时,控制系统发送命令到视觉传感器,改变相机内部参数,使采集的图像放大。此时,显示器上可清晰地显示异物图像信息;步骤三:控制系统接收到操作指令,由控制系统对视觉传感器采集到的图像中框定区域进行图像识别,得到图像坐标,即异物与线缆的缠绕位置;步骤四:控制系统将异物缠绕点的图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;步骤五:根据输入装置的信息,进入切割模式;步骤六:控制系统根据接收的切割方向、切割速度指令,计算出相应的转台指令;步骤七:激光部件发送激光,控制系统将步骤六中计算得到的转台指令发送给转台,控制转台带动激光部件转动;步骤八:如果需要继续切除,重复步骤一至七;所述半自动切割方式是指对不同形态的异物进行无差别的半自动模式切割。设置切割参数和切割路径,装置自动按照设定切割;具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:当异物处于相机画面中时,控制系统发送命令到视觉传感器,改变相机内部参数,使采集的图像放大。此时,显示器上可清晰地显示异物图像信息;步骤三:控制系统接收到操作指令,由控制系统对视觉传感器采集到的图像中框定区域进行图像识别,得到图像坐标,即异物与线缆的缠绕位置;步骤四:控制系统将异物缠绕点的图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;步骤五:根据输入装置的信息,进入切割模式;步骤六:控制系统根据接收到的切割循环次数和切割速度指令,计算出转台指令,该指令对应于转台转动的循环次数和转动速度;步骤七:在视频中点击切割路径的起点和终点,控制系统根据起点和终点的像素信息,将图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,计算出转台指令,该指令对应于从切割路径起点到终点转台需要转过的角度;步骤八:激光部件发送激光,控制系统发送步骤六和步骤七计算得到的转台指令给转台,控制转台带动激光部件转动。此时显示器显示出规划的路径,设备开始沿路径进行切割;步骤九:切割完成后,控制系统对当前采集到的图像进行图像识别,如果依然有异物,控制系统返回步骤三,转台将继续跟踪异物,等待指令;若图像中没有异物,控制系统不发送指令给转台,等待结束;所述自动切割方式是指对所有异物进行无差别的自动模式切割,具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:人为判断,当异物在相机画面中时,控制系统发送命令到视觉传感器,改变相机内部参数,使采集的图像放大。此时,显示器上可清晰地显示图像信息;步骤三:控制系统接收到操作指令,由控制系统对视觉传感器采集到的图像中框定区域进行图像识别,得到图像坐标,即异物缠绕位置;步骤四:控制系统将异物缠绕点的图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;步骤五:根据输入装置的信息,进入切割模式;步骤六:激光部件发送激光,控制系统根据实时跟踪状况发送相对应的切割方向和切割速度指令给转台,控制转台带动激光部件转动。设备开始进行切割;步骤七:控制系统对当前采集到的图像进行图像识别,如果依然有异物点,控制系统返回步骤三,转台将继续跟踪异物;如图像中没有异物,控制系统不发送指令给转台,切割结束;使用上述多种切割方式的反射型激光清除异物装置,包括转台、激光部件、输入输出装置、控制系统和视觉传感器;其中,转台包括方位部件和俯仰部件,激光部件包括激光发射头、反射镜部件一、反射镜部件二;方位部件安装在固定架上方,俯仰部件安装在方位部件上方,激光发射头安装在方位部件中,反射镜部件一、反射镜部件二安装在俯仰部件中,视觉传感器安装在俯仰部件中;控制系统与视觉传感器连接,调整视觉传感器参数;视觉传感器用于捕获异物点,将图像传给控制系统进行图像识别;控制系统分别与方位部件、俯仰部件相连,控制系统对图像识别的结果进行处理,驱动方位部件、俯仰部件进行方位和俯仰两自由度的转动,从而带动视觉传感器和激光部件转动;输入输出装置与控制系统连接,用于显示控制系统的控制界面和输入操作信息。本专利技术与现有技术相比,其显著优点为:(1)灵活度高,反射型结构使设备更轻便,能适应不同地形,且根据不同的实际情况选择不同的切割方式,能获得最佳的切割效果;(2)自动化程度高,通过视觉伺服进行控制,提高了操作精度;(3)方式多样化,多种切割方法供操作人员选择,能够最大程度实现对异物的完全切割。附图说明图1是本专利技术的反射型激光清除异物装置的总装结构示意图。图2是本专利技术的反射型激光清除异物装置的方位部件和俯仰部件的侧视图。图3是本专利技术的反射型激光清除异物装置的转台的剖面图和侧视图。图4是本专利技术的反射型激光清除异物装置的方位部件的俯视图和剖面图。图5是本专利技术的反射型激光清除异物装置的俯仰部件的正视图和侧视图。图6是本专利技术的反射型激光清除异物装置的控制系统工作示意图。图7是本专利技术反射型激光清除异物装置操作方法的流程图。图8是本专利技术除异物操作方法中的切割方法的流程图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步说明。结合图7,所述手动切割方式是指对不同形态的异物进行无差别的手动模式切割。由工作人员在操作界面上选择“上”、“下”、“左”、“右”控制电机的转动方向,通过改变电机速度滑动条的大小,改变切割的速度。具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:当异物处于相机画面中时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射型激光清除异物装置除异物方法,其特征在于:该方法基于反射型激光清除异物装置,该装置包括转台(22)、激光部件(4)、输入输出装置、控制系统和视觉传感器(10);其中,转台(22)包括方位部件(1)和俯仰部件(2),激光部件(4)包括激光发射头(19)、反射镜部件一(20)、反射镜部件二(21);方位部件(1)安装在固定架(5)上方,俯仰部件(2)安装在方位部件(1)上方,激光发射头(19)安装在方位部件(1)中,反射镜部件一(20)、反射镜部件二(21)安装在俯仰部件(2)中,视觉传感器(10)安装在俯仰部件(2)中;控制系统与视觉传感器(10)连接,调整视觉传感器参数;视觉传感器(10)用于捕获异物点,将图像传给控制系统进行图像识别;控制系统分别与方位部件(1)、俯仰部件(2)相连,控制系统对图像识别的结果进行处理,驱动方位部件(1)、俯仰部件(2)进行方位和俯仰两自由度的转动,从而带动视觉传感器(10)和激光部件(4)转动;输入输出装置与控制系统连接,用于显示控制系统的控制界面和输入操作信息;该方法包括手动切割方式、半自动切割方式和自动切割方式;所述手动切割方式具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:当异物处于视觉传感器画面中时,控制系统发送命令到视觉传感器,改变视觉传感器内部参数,使采集的图像放大,显示器上清晰地显示异物图像信息;步骤三:控制系统接收到操作指令,对视觉传感器采集到的图像中框定区域进行图像识别,得到图像坐标,即异物与线缆的缠绕位置;步骤四:控制系统将异物缠绕点的图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;步骤五:根据输入装置的信息,进入切割模式;步骤六:控制系统根据接收的切割方向、切割速度指令,计算出相应的转台指令;步骤七:激光部件发送激光,控制系统将得到的转台指令发送给转台,控制转台带动激光部件转动;步骤八:如果需要继续切除,重复步骤一至七;所述半自动切割方式具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:当异物处于视觉传感器画面中时,控制系统发送命令到视觉传感器,改变视觉传感器内部参数,使采集的图像放大,显示器上清晰地显示异物图像信息;步骤三:控制系统接收到操作指令,对视觉传感器采集到的图像中框定区域进行图像识别,得到图像坐标,即异物与线缆的缠绕位置;步骤四:控制系统将异物缠绕点的图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;步骤五:根据输入装置的信息,进入切割模式;步骤六:控制系统根据接收到的切割循环次数和切割速度指令,计算出转台指令,该指令对应于转台转动的循环次数和转动速度;步骤七:在视频中选择切割路径的起点和终点,控制系统根据起点和终点的像素信息,将图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,计算出转台指令,该指令对应于从切割路径起点到终点转台需要转过的角度;步骤八:激光部件发送激光,控制系统发送步骤六和步骤七得到的转台指令给转台,控制转台带动激光部件转动;此时显示器显示出规划的路径,装置开始沿路径进行切割;步骤九:切割完成后,控制系统对当前采集到的图像进行图像识别,如果依然有异物,返回步骤三,转台继续跟踪异物,等待指令;若图像中没有异物,控制系统不发送指令给转台,等待结束;所述自动切割方式具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:当异物在视觉传感器画面中时,控制系统发送命令到视觉传感器,改变视觉传感器内部参数,使采集的图像放大,显示器上清晰地显示图像信息;步骤三:控制系统接收到操作指令,由控制系统对视觉传感器采集到的图像中框定区域进行图像识别,得到图像坐标,即异物与线缆的缠绕位置;步骤四:控制系统将异物缠绕点的图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;步骤五:根据输入装置的信息,进入切割模式;步骤六:激光部件发送激光,控制系统根据实时跟踪状况发送相对应的切割方向和切割速度指令给转台,控制转台带动激光部件转动,设备开始进行切割;步骤七:控制系统对当前采集到的图像进行图像识别,如果依然有异物点,返回步骤三,转台继续跟踪异物;如图像中没有异物,控制系统不发送指令给转台,切割结束。...

【技术特征摘要】
1.一种反射型激光清除异物装置除异物方法,其特征在于:该方法基于反射型激光清除异物装置,该装置包括转台(22)、激光部件(4)、输入输出装置、控制系统和视觉传感器(10);其中,转台(22)包括方位部件(1)和俯仰部件(2),激光部件(4)包括激光发射头(19)、反射镜部件一(20)、反射镜部件二(21);方位部件(1)安装在固定架(5)上方,俯仰部件(2)安装在方位部件(1)上方,激光发射头(19)安装在方位部件(1)中,反射镜部件一(20)、反射镜部件二(21)安装在俯仰部件(2)中,视觉传感器(10)安装在俯仰部件(2)中;控制系统与视觉传感器(10)连接,调整视觉传感器参数;视觉传感器(10)用于捕获异物点,将图像传给控制系统进行图像识别;控制系统分别与方位部件(1)、俯仰部件(2)相连,控制系统对图像识别的结果进行处理,驱动方位部件(1)、俯仰部件(2)进行方位和俯仰两自由度的转动,从而带动视觉传感器(10)和激光部件(4)转动;输入输出装置与控制系统连接,用于显示控制系统的控制界面和输入操作信息;该方法包括手动切割方式、半自动切割方式和自动切割方式;所述手动切割方式具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:当异物处于视觉传感器画面中时,控制系统发送命令到视觉传感器,改变视觉传感器内部参数,使采集的图像放大,显示器上清晰地显示异物图像信息;步骤三:控制系统接收到操作指令,对视觉传感器采集到的图像中框定区域进行图像识别,得到图像坐标,即异物与线缆的缠绕位置;步骤四:控制系统将异物缠绕点的图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;步骤五:根据输入装置的信息,进入切割模式;步骤六:控制系统根据接收的切割方向、切割速度指令,计算出相应的转台指令;步骤七:激光部件发送激光,控制系统将得到的转台指令发送给转台,控制转台带动激光部件转动;步骤八:如果需要继续切除,重复步骤一至七;所述半自动切割方式具体步骤如下:步骤一:视觉传感器采集当前图像信息,传送给控制系统,并在显示器上显示;步骤二:当异物处于视觉传感器画面中时,控制系统发送命令到视觉传感器,改变视觉传感器内部参数,使采集的图像放大,显示器上清晰地显示异物图像信息;步骤三:控制系统接收到操作指令,对视觉传感器采集到的图像中框定区域进行图像识别,得到图像坐标,即异物与线缆的缠绕位置;步骤四:控制系统将异物缠绕点的图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,发送指令给转台,使其转动,跟踪异物缠绕点;步骤五:根据输入装置的信息,进入切割模式;步骤六:控制系统根据接收到的切割循环次数和切割速度指令,计算出转台指令,该指令对应于转台转动的循环次数和转动速度;步骤七:在视频中选择切割路径的起点和终点,控制系统根据起点和终点的像素信息,将图像坐标进行解算,得到角度坐标,再根据坐标系的转换关系得到转台坐标,计算出转台指令,该指令对应于从切割路径起点到终点转台需要转过的角度;步骤八:激光部件发送激光,控制系统发送步骤六和步...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭健姜珊樊卫华李胜文云黄紫霄韩宇郭烨董晟王艳琴
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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