输电线距离检测方法、装置及系统与流程

本发明涉及输电线距离检测技术领域，特别涉及一种输电线距离检测方法、装置及系统。

背景技术：

在电力行业人员施工过程中，电网工作人员长期在输电线环绕的环境作业，在认真完成工作的同时，还需要准确掌握与输电线安全距离以保证自身安全。随着国家对电网安全的重视，电网工作人员的安全问题日益凸显出来。

超声波是一种振动频率大于20kHz的声波。超声波对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强、有毒等恶劣环境中。超声波传感器结构简单、体积小、费用低、技术难度小、信息处理简单、易于小型化和集成化，广泛应用于各个领域。超声波传感器也被安装于测距仪中，用于测量目标距离，进行航迹推算。

超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差，然后求出距离。目前，超声波测距仪发射的超声波都是有一定的发散角的，测出的距离只是超声波波面的距离，测量精度比较低。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种输电线距离检测方法、装置及系统，以解决现有超声波测距仪测量精度低的问题。

根据本发明的实施例的第一方面，本发明提供了一种输电线距离检测系统，所述系统包括：处理器、第一超声波测距器、第二超声波测距器及显示器；

所述第一超声波测距器与所述处理器连接；所述第二超声波测距器与所述第一超声波测距器在同一水平面内并排设置，并与所述处理器连接；所述显示器与所述处理器连接；

所述第一超声波测距器用于采集输电线与所述第一超声波测距器之间的第一距离数据；

所述第二超声波测距器用于采集输电线与所述第二超声波测距器之间的第二距离数据；

所述处理器用于获取所述第一距离数据和所述第二距离数据；根据所述第一距离数据和所述第二距离数据，计算所述输电线与所述输电线距离检测系统之间的垂直距离数据；向所述显示器发送垂直距离数据提示信号；根据预设电压等级下的安全距离数据，判断所述垂直距离数据是否小于所述安全距离数据；若是，则向所述显示器发送危险提示信号；

所述显示器用于根据所述垂直距离数据提示信号，实时显示所述垂直距离数据，以及，根据所述危险提示信号，显示危险提示信息；

所述第一超声波测距器包括第一超声波寄存器，所述第一超声波寄存器用于存储所述第一距离数据；

所述第二超声波测距器包括第二超声波寄存器，所述第二超声波寄存器用于存储所述第二距离数据。

具体地，所述第一超声波测距器和所述第二超声波测距器的测距周期为100毫秒，分辨率为1厘米。

根据本发明的第二方面，提供一种输电线距离检测方法，用于输电线距离检测系统，所述系统包括处理器、第一超声波测距器、第二超声波测距器及显示器；所述第一超声波测距器包括第一超声波寄存器，所述第二超声波测距器包括第二超声波寄存器，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

所述处理器获取所述第一超声波测距器采集的第一距离数据；

所述处理器获取所述第二超声波测距器采集的第二距离数据；

所述处理器根据所述第一距离数据和所述第二距离数据，计算输电线与所述输电线距离检测系统之间的垂直距离数据，向所述显示器发送垂直距离数据提示信号；

所述处理器根据预设电压等级下的安全距离数据，判断所述垂直距离数据是否小于所述安全距离数据；若是，则向所述显示器发送危险提示信号。

具体地，所述处理器获取所述第一超声波测距器采集的第一距离数据之前，包括：

所述第一超声波测距器采集输电线与所述第一超声波测距器之间的第一距离数据，并将所述第一距离数据存储至所述第一超声波寄存器。

具体地，所述处理器获取所述第二超声波测距器采集的第二距离数据之前，包括：

所述第二超声波测距器采集输电线与所述第二超声波测距器之间的第二距离数据，并将所述第二距离数据存储至所述第二超声波寄存器。

具体地，所述处理器获取所述第一超声波测距器采集的第一距离数据，包括：

所述处理器向所述第一超声波测距器发出第一写命令的超声波从地址；

所述处理器接收到所述第一超声波测距器发出的第一应答信号后，向所述第一超声波测距器发送所述第一超声波寄存器的地址；

所述处理器接收到所述第一超声波测距器发出的第二应答信号后，读取所述第一超声波寄存器内的所述第一距离数据。

具体地，所述处理器获取所述第二超声波测距器采集的第二距离数据，包括：

所述处理器向所述第二超声波测距器发出第二写命令的超声波从地址；

所述处理器接收到所述第二超声波测距器发出的第三应答信号后，向所述第二超声波测距器发送所述第二超声波寄存器的地址；

所述处理器接收到所述第二超声波测距器发出的第四应答信号后，读取所述第二超声波寄存器内的所述第二距离数据。

具体地，根据所述第一距离数据和所述第二距离数据，计算所述输电线与所述输电线距离检测系统之间的垂直距离数据，包括：

所述处理器根据所述第一距离数据、所述第二距离数据以及所述第一超声波测距器与所述第二超声波测距器之间的第三距离数据，计算所述第一超声波测距器、所述第二超声波测距器以及所述输电线所围成的三角形的面积；

所述处理器根据所述三角形的面积以及所述第三距离数据，计算所述输电线与所述输电线距离检测系统之间的垂直距离数据。

具体地，所述处理器根据所述第一距离数据、所述第二距离数据以及所述第一超声波测距器与所述第二超声波测距器之间的第三距离数据，计算所述第一超声波测距器、所述第二超声波测距器以及所述输电线所围成的三角形的面积，包括：

所述处理器根据所述第一距离数据、所述第二距离数据以及所述第三距离数据，计算所述第一超声波测距器、所述第二超声波测距器以及所述输电线所围成的三角形的半周长数据；

所述处理器根据海伦公式，利用所述第一距离数据、所述第二距离数据、所述第三距离数据以及所述半周长数据，计算所述第一超声波测距器、所述第二超声波测距器以及所述输电线所围成的三角形的面积。

根据本发明的第三方面，提供一种输电线距离检测装置，用于输电线距离检测系统，所述系统包括处理器、第一超声波测距器、第二超声波测距器及显示器；所述第一超声波测距器包括第一超声波寄存器，所述第二超声波测距器包括第二超声波寄存器，所述装置包括：

获取单元，用于获取所述第一超声波测距器采集的第一距离数据，以及所述第二超声波测距器采集的第二距离数据；

数据处理单元，用于根据所述第一距离数据和所述第二距离数据，计算输电线与所述输电线距离检测系统之间的垂直距离数据，向所述显示器发送垂直距离数据提示信号；

安全距离判断单元，用于根据预设电压等级下的安全距离数据，判断所述垂直距离数据是否小于所述安全距离数据；若所述垂直距离数据小于所述安全距离数据，则所述处理器向所述显示器发送危险提示信号。

由以上技术方案可知，本发明提供的一种输电线距离检测方法、装置及系统，所述系统包括：处理器、第一超声波测距器、第二超声波测距器及显示器；所述第一超声波测距器与所述处理器连接；所述第二超声波测距器与所述第一超声波测距器在同一水平面内并排设置，并与所述处理器连接；所述显示器与所述处理器连接；所述方法包括如下步骤：所述处理器获取所述第一超声波测距器采集的第一距离数据；所述处理器获取所述第二超声波测距器采集的第二距离数据；所述处理器根据所述第一距离数据和所述第二距离数据，计算所述输电线与所述输电线距离检测系统之间的垂直距离数据；所述处理器根据所述垂直距离数据，计算所述垂直距离数据所对应的预设电压等级下的安全距离数据，并将所述垂直距离数据与所述安全距离数据发送至所述显示器实时显示。与一个超声波测距方式相比，本发明采用两个超声波测距部件可以增大测距的角度范围，同时准确的计算出物体的空间位置或人与输电线垂直的垂直距离，进而减少盲区，提高测距精度，有助于电网工作的人员对输电线安全距离精准判断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种输电线距离检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种输电线距离检测方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种输电线距离检测装置的结构框图。

图中，1-处理器；2-第一超声波测距器；3-第二超声波测距器；4-显示器；5-输电线；11-获取单元；12-数据处理单元；13-安全距离判断单元。

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、完整的描述，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做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，为本发明实施例提供的一种输电线距离检测系统的结构示意图，该系统包括：处理器1、第一超声波测距器2、第二超声波测距器3及显示器4；该系统还包括与处理器1、第一超声波测距器2、第二超声波测距器3及显示器4连接的供电电源(未图示)。

第一超声波测距器2与处理器1连接；第二超声波测距器3与第一超声波测距器2在同一水平面内并排设置，并与处理器1连接；显示器4与处理器1连接；

第一超声波测距器2用于采集输电线5与第一超声波测距器2之间的第一距离数据；

第二超声波测距器3用于采集输电线5与第二超声波测距器3之间的第二距离数据；

处理器1用于获取第一距离数据和第二距离数据；根据第一距离数据和第二距离数据，计算输电线5与输电线距离检测系统之间的垂直距离数据；向显示器4发送垂直距离数据提示信号；根据预设电压等级下的安全距离数据，判断垂直距离数据是否小于安全距离数据；若是，则向显示器4发送危险提示信号；

显示器4用于根据垂直距离数据提示信号，实时显示垂直距离数据，以及，根据危险提示信号，显示危险提示信息；

第一超声波测距器2包括第一超声波寄存器，第一超声波寄存器用于存储第一距离数据；

第二超声波测距器3包括第二超声波寄存器，第二超声波寄存器用于存储第二距离数据。

超声波测距器每100毫秒自动测距，测出的距离数据存储在超声波寄存器中，处理器1先给第一超声波测距器2发送一个从地址，第一超声波测距器2响应之后，处理器1再发送一个超声波寄存器的地址，处理器1在第一超声波测距器2响应之后读取第一超声波测距器2的距离数值。同理对第二超声波测距器3读取距离数值。处理器1根据两次测得的距离数值计算出装置与输电线路的垂直距离，与相对于电压等级设置的安全距离阀值比较，发送给显示器4实时刷新装置与输电线的距离及人与安全电压的等级。

由以上技术方案可知，与一个超声波测距方式相比，本发明采用两个超声波测距部件可以增大测距的角度范围，同时准确的计算出物体的空间位置或人与输电线垂直的垂直距离，进而减少盲区，提高测距精度，有助于电网工作的人员对输电线安全距离精准判断。

优选地，第一超声波测距器2和第二超声波测距器3的测距周期为100毫秒，分辨率为1厘米。超声波测距器提供了工业级超声波，测距周期短，分辨率高，避免人因移动速度较快而无法及时提示出人与输电线的安全距离，可以准确实时测量人与输电线的距离，并及时校正，提高测距精度，为电网工作人员的安全提供保障。

具体地，第一超声波测距器2包括第一超声波寄存器，第一超声波寄存器用于存储第一距离数据。第二超声波测距器3包括第二超声波寄存器，第二超声波寄存器用于存储第二距离数据。超声波寄存器可以存储测得的距离数据，便于处理器1获取第一超声波测距器和第二超声波测距器的距离数据并计算出人与输电线的垂直距离。

由以上技术方案可知，本发明提供的一种输电线距离检测系统，包括：处理器、第一超声波测距器、第二超声波测距器及显示器；第一超声波测距器与处理器连接；第二超声波测距器与第一超声波测距器在同一水平面内并排设置，并与处理器连接；显示器与处理器连接；与一个超声波测距方式相比，本发明采用两个超声波测距部件可以增大测距的角度范围，同时准确的计算出物体的空间位置或人与输电线垂直的垂直距离，进而减少盲区，提高测距精度，有助于电网工作的人员对输电线安全距离精准判断。

请参阅图2，本发明实施例提供的一种输电线距离检测方法，用于输电线距离检测系统，该系统包括处理器1、第一超声波测距器2、第二超声波测距器3及显示器4，第一超声波测距器2包括第一超声波寄存器，第二超声波测距器3包括第二超声波寄存器方法包括如下步骤：

步骤S1、处理器1获取第一超声波测距器2采集的第一距离数据；

步骤S2、处理器1获取第二超声波测距器3采集的第二距离数据；

步骤S3、处理器1根据第一距离数据和第二距离数据，计算输电线5与输电线距离检测系统之间的垂直距离数据，向显示器4发送垂直距离数据提示信号；

步骤S4、处理器1根据预设电压等级下的安全距离数据，判断垂直距离数据是否小于安全距离数据；若是，则向显示器4发送危险提示信号。

具体地，处理器1获取第一超声波测距器2采集的第一距离数据之前，包括：

第一超声波测距器2采集输电线5与第一超声波测距器2之间的第一距离数据，并将第一距离数据存储至第一超声波寄存器。

处理器1获取第二超声波测距器3采集的第二距离数据之前，包括：

第二超声波测距器3采集输电线5与第二超声波测距器3之间的第二距离数据，并将第二距离数据存储至第二超声波寄存器。

超声波测距器测得的距离数据存储于超声波寄存器，便于处理器1获取第一超声波测距器2和第二超声波测距器3的距离数据并计算出人与输电线5的垂直距离。

具体地，获取第一超声波测距器2采集的第一距离数据，包括：

处理器1向第一超声波测距器2发出写命令的超声波从地址；

处理器1接收到第一超声波测距器2发出的第一应答信号后，向第一超声波测距器2发送第一超声波寄存器的地址；

处理器1接收到第一超声波测距器2发出的第二应答信号后，读取第一超声波寄存器内的第一距离数据。

通过处理器发出命令及第一超声波测距器2接收命令并应答的过程，可以使处理器1准确完成对向第一超声波测距器2测量出数据的获取，并完成人与输电线5路垂直距离的计算。

处理器1获取第二超声波测距器3采集的第二距离数据，包括：

处理器1向第二超声波测距器3发出第二写命令的超声波从地址；

处理器1接收到第二超声波测距器3发出的第三应答信号后，向第二超声波测距器3发送第二超声波寄存器的地址；

处理器1接收到第二超声波测距器3发出的第四应答信号后，读取第二超声波寄存器内的第二距离数据。

具体地，根据第一距离数据和第二距离数据，计算输电线与输电线距离检测系统之间的垂直距离数据，包括：

处理器1，根据第一距离数据、第二距离数据以及第一超声波测距器2与第二超声波测距器3之间的第三距离数据，计算第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线5所围成的三角形的面积；

处理器1根据三角形的面积以及第三距离数据，计算输电线与输电线距离检测系统之间的垂直距离数据。

由三角形面积公式得：

S＝cd/2

d＝2S/c

其中，c为第一超声波测距器2与第二超声波测距器3之间的第三距离数据；S为第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线所围成的三角形的面积；d为述输电线与输电线距离检测系统之间的垂直距离数据。

具体地，处理器1根据第一距离数据、第二距离数据以及第一超声波测距器2与第二超声波测距器3之间的第三距离数据，计算第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线所围成的三角形的面积，包括：

处理器1根据第一距离数据、第二距离数据以及第三距离数据，计算第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线所围成的三角形的半周长数据；

处理器1根据海伦公式，利用第一距离数据、第二距离数据、第三距离数据以及半周长数据，计算第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线所围成的三角形的面积。

第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线所围成三角形的半周长：

p＝(a+b+c)/2

第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线所围成三角形面积S：

其中，a为第一距离数据；b为第二距离数据；c为第一超声波测距器2与第二超声波测距器3之间的第三距离数据；p为第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线所围成三角形的半周长；S为第一超声波测距器2、第二超声波测距器3以及输电线所围成的三角形的面积。

具体地，根据《电力安全工作规程》里面规定的输电线路不停电时的安全距离：10kV及以下，安全距离为70厘米20kV和35kV，安全距离为100厘米；63kV和110kV，安全距离为150厘米。根据《电力安全工作规程》里面规定的设备不停电时的安全距离，划分超声波有效测距安全区间。当电压等级为10kV时，距离小于70厘米时为危险，当电压等级为35kV时，距离小于100厘米时为危险，当电压等级为110kV时，距离小于150厘米时为危险。处理器1根据预设电压等级下的安全距离数据，判断垂直距离数据是否小于安全距离数据；若是，则向显示器4发送危险提示信号。因此，电网从业人员可以准确得到预设电压等级下的安全距离数据，避免由于电网从业人员本人记错或疏忽而造成触电危险，保证电网从业人员可以实时准确掌握与输电线路的垂直距离，并在输电线路安全距离内作业。

由以上技术方案可知，本发明第二方面提供的一种输电线距离检测方法，与一个超声波测距方式相比，本发明采用两个超声波测距部件可以增大测距的角度范围，同时准确的计算出物体的空间位置或人与输电线垂直的垂直距离，进而减少盲区，提高测距精度，有助于电网工作的人员对输电线安全距离精准判断。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种提供输电线距离检测装置，用于输电线距离检测系统，所述系统包括处理器、第一超声波测距器、第二超声波测距器及显示器；所述第一超声波测距器包括第一超声波寄存器，所述第二超声波测距器包括第二超声波寄存器，所述装置包括：

获取单元11，用于获取所述第一超声波测距器采集的第一距离数据，以及所述第二超声波测距器采集的第二距离数据；

数据处理单元12，用于根据所述第一距离数据和所述第二距离数据，计算输电线与所述输电线距离检测系统之间的垂直距离数据，向所述显示器发送垂直距离数据提示信号；

安全距离判断单元13，用于根据预设电压等级下的安全距离数据，判断所述垂直距离数据是否小于所述安全距离数据；若所述垂直距离数据小于所述安全距离数据，则所述处理器向所述显示器发送危险提示信号。

由以上技术方案可知，本发明第三方面提供的一种输电线距离检测装置，与一个超声波测距方式相比，本发明采用两个超声波测距部件可以增大测距的角度范围，同时准确的计算出物体的空间位置或人与输电线垂直的垂直距离，进而减少盲区，提高测距精度，有助于电网工作的人员对输电线安全距离精准判断。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。