【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械安全施工的检测的，尤其是涉及一种机械安全施工实时同步检测方法、装置和介质。
技术介绍
1、传统的城市配电网采用架空线路，施工难度较大，容易发生危及人身安全的断导线、漏电等事故，并且严重影响城市形象。电缆入地工程由于其输送容量适应性强、供电可靠性高、运行方式灵活和利于市容美观等特点已逐步取代架空输电线路，成为城市电力系统输配电的重要组成部分。因此在施工过程中实时监测施工状况和地面管网信息，将显著提升施工安全性和操作效率。
2、对于施工中的挖机来说，在挖掘时需要及时根据传感器检测到的管网调节其姿态，防止出现电缆入地工程挖断管线的事故，然而挖机上的传感器传输数据存在一定延迟，难以实时控制挖机的姿态变化，当检测到挖机过于接近管网时，挖机的姿态往往已经损坏管网。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了降低挖机的传感器的延迟，确保姿态还原的连续性，防止电缆入地工程中挖机损坏管网而提供的机械安全施工实时同步检测方法、装置和介质，以描述和跟踪物体的姿态变化，进而确保姿态计算在传感器数据更新时实时进行，确保在传感器数据之间生成平滑的姿态估计，提高姿态还原的精度和稳定性，同时实现低延迟的姿态还原。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提出一种机械安全施工实时同步检测方法，方法包括以下步骤：
4、s1、获取挖机的位置信息和施工管道的定位信息；
5、s2、基于多个传感器获取挖机的挖铲、动臂、小臂及
6、s3、将s2获取的角度姿态信息进行预处理和插值，得到实时三维姿态信息，将s1的位置信息进行插值计算，得到实时位置信息，将实时三维姿态信息、实施位置信息、定位信息和距离信息映射并显示在三维管线模型上；
7、s4、接收操作指令，并执行操作指令，改变并显示改变的实时三维姿态信息和距离信息，并实时更新挖机的位置信息和施工管道的定位信息；
8、s5、记录操作指令和实时三维姿态信息，重复s4～s5，完成挖机工作。
9、进一步地，所述将s2获取的角度姿态信息进行预处理和插值，得到实时三维姿态信息的具体步骤为：
10、对s2获取的角度姿态信息进行预处理，对预处理后的角度姿态信息采用姿态估计算法，结合数值插值，得到实时三维姿态信息。
11、进一步地，所述预处理包括滤波处理。
12、进一步地，所述姿态估计算法为四元数位姿估计算法。
13、进一步地，所述获取挖机的位置信息的具体步骤为：
14、获取编码后的挖机位置信息，对编码后的挖机位置信息进行信息解码，得到挖机的位置信息，并记录挖机的位置信息对应的通讯时间。
15、进一步地，将s1的位置信息进行插值计算的具体步骤为：
16、基于挖机的位置信息对应的通讯时间进行插值计算，得到实时位置信息。
17、进一步地，所述距离信息为：挖斗挖机挖斗相对于管网的坐标信息。
18、进一步地，所述方法还包括：
19、s2中，基于多个传感器获取多个挖机的挖铲、动臂、小臂及驾驶室的角度姿态信息后，将多个角度姿态信息进行校验，若校验的结果为存在传感器故障，则将故障的传感器隔离，基于剩余的多个传感器重新获取多个挖机的挖铲、动臂、小臂及驾驶室的角度姿态信息。
20、本专利技术的另一方面，还提出一种地下管线三维可视化装置，装置包括传感器组、rtk定位器、显示终端和上位机，其中，
21、所述rtk定位器用于获取挖机的位置信息和施工管道的定位信息；
22、所述传感器组用于获取挖机的挖铲、动臂、小臂及驾驶室的角度姿态信息；
23、所述上位机用于将获取的角度姿态信息进行预处理和插值，得到实时三维姿态信息，将的位置信息进行插值计算，得到实时位置信息，将实时三维姿态信息、实施位置信息、定位信息和距离信息映射并显示在三维管线模型上；
24、接收操作指令，并执行操作指令，改变实时三维姿态信息和距离信息，并实时更新挖机的位置信息和施工管道的定位信息；
25、记录操作指令和实时三维姿态信息；
26、所述显示终端用于显示实时三维姿态信息、实施位置信息、定位信息和距离信息。
27、本专利技术的另一方面，还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的方法。
28、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
29、1)本专利技术采用实时姿态插值计算，可以描述和跟踪物体的姿态变化，进而确保姿态计算在传感器数据更新时实时进行，确保在传感器数据之间生成平滑的姿态估计，提高姿态还原的精度和稳定性，同时实现低延迟的姿态还原。此外本专利技术中的定位也采用插值计算，在提高姿态还原的精度的同时提高定位的精度，进而在挖机工作的状态中及时检测到挖机和官网之间的危险的状况，并及时改变姿态，防止挖机损坏管网。
30、2)本专利技术中，由于在实际应用中，传感器可能会出现故障或异常。为了确保姿态还原的可靠性，需要进行容错处理，本专利技术的策略是使用冗余传感器，即同时使用多个相同或不同类型的传感器来提供备份和校验。通过比较不同传感器的数据，可以检测可能的故障或异常。一旦检测到故障，系统应能够迅速隔离故障传感器，并切换到备份传感器，以确保姿态还原的连续性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述将S2获取的角度姿态信息进行预处理和插值，得到实时三维姿态信息的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述预处理包括滤波处理。
4.根据权利要求3所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述姿态估计算法为四元数位姿估计算法。
5.根据权利要求1所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述获取挖机的位置信息的具体步骤为：
6.根据权利要求5所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，将S1的位置信息进行插值计算的具体步骤为：
7.根据权利要求1所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述距离信息为：挖斗挖机挖斗相对于管网的坐标信息。
8.根据权利要求1所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.一种地下管线三维可视化装置，其特征
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述将s2获取的角度姿态信息进行预处理和插值，得到实时三维姿态信息的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述预处理包括滤波处理。
4.根据权利要求3所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述姿态估计算法为四元数位姿估计算法。
5.根据权利要求1所述的一种机械安全施工实时同步检测方法，其特征在于，所述获取挖机的位置信息的具体步骤为：
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭松林，姚姝铭，刘鹏飞，汪欣，胡丽华，万文东，张前业，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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