的方法:通过获取单位模拟导线覆冰重量， 和多个不同温度、湿度及风速条件下的覆冰时间后，利用以下公式得出，
[0049] Δγ= (r2+ff/(ΙΟΟπρ) )1/2 -r
[0050] p = (0.75*hi+0.4h2+0.06h3) /ho+0.14
[0051] ho = hi+h2+h3
[0052] 其中，Ar为覆冰近似厚度，单位cm; W为单位模拟导线覆冰重量，单位g; r为模拟导 线半径，单位cm;P为覆冰密度，单位g/cm3;hi为覆冰开始之时起，即覆冰重量>Og至某一监 测时刻，满足湿度>90%，风速>lm/s，0°C 2温度2 _5°C的累计小时数;112为覆冰开始之时 起，即覆冰重量>〇g至某一监测时刻，满足湿度>90%，风速>lm/s，-5°C>温度>-10°C的 累计小时数;h 3为覆冰开始之时起，即覆冰重量>0g至某一监测时刻，满足湿度>90 %，风 速> lm/s，温度< -10 °C的累计小时数。
[0053] 通过双光谱监控仪(3)定位火点位置的方法，如图5所示：
[0054] a点定义:机器人设备安装点位置。
[0055] b点定义:铁塔塔基中心点位置。
[0056] c点定义：设备红外镜头光轴沿方位角方向在碰到成像点i点的第一个相对最高 点。
[0057] 〇点定义:c点至地面的垂直线与红外镜头光轴相交的点，满足HC2 Ho。
[0058] d点定义：以〇点处向方位角反方向即设备方向寻找到的第一个与〇点同等高程的 点，Hd = Ho。
[0059] i点定义:火点成像点。
[0060] 俯仰角α :设备红外镜头光轴与水平线夹角，仰视时为正，俯视时为负。
[0061] 方位角β:设备红外镜头水平方位角。
[0062] 山体坡度角γ :为d点处山体斜面与水平线夹角，可利用该点求导斜率得出，为运 算简便用该值替代i点处山体坡度角。
[0063] L:搜索半径，L= | (Ha_Hb)*ctga|。
[0064 ] Lc、Lo: c点、〇点到8点的水平距离，Lc = Lo。
[0065] Ld:d点到a点的水平距离。
[0066] Li:火点至设备安装点a点的水平距离。
[0067] H= |Ha_Ho|，版2此2!1〇(<^0)或者!1。>!1〇>版（〇>0)。
[0068] Ha:设备安装点高程。
[0069] Hb:铁塔塔基中心点高程。
[0070] 此、册、!1〇、把：分别为(3、(1、〇、丨点高程。
[0071] c点确定方法：以L为半径在方位角方向寻找最近的相对最高点（先假设为c点，得 至ljHc、Lc值)做判断，如果|Ha-Hc| < |Lc*tga|，则假设为真，以此点为c点，否则继续寻找下 一个相对最高点，若该L半径内无符合的c点，则依次在接下去的半径区L~2L、2L~3L沿方 位角方向继续寻找，直到找到为止。
[0072 ] 〇点确定方法:根据公式Ho = Ha+Lc* tga，Lo = Lc确定。
[0073] i点确定方法:根据下列公式分别求出Li、Hi，
[0074] Li = Ld+(Lo_Ld)sina*cos γ /sin( | a | + γ )，
[0075] Hi=Ha+Li*tga。
[0076] (乂&>，他）：设备安装点坐标，出#，把）：火点位置坐标，根据公式心=乂 &+1^* CosP，Yi=Ya+Li*SinP，可得到火点的坐标(Xi，Yi，Hi)，完成火点定位。
[0077] 本发明的智能冰火监测机器人是可以广泛自适应安装于野外各种环境下长期无 障碍工作的火灾、冰灾监测装备，集可靠的智能能源管理、复杂环境下的电磁兼容技术、多 光谱扫描以及专用的安装支架等，能够在野外、无市电、超高压、高低温并存、高湿度、高污 染等严苛环境下实现对山火、覆冰灾害的连续在线监测。可解决的技术问题包括：
[0078] (1)自动数据采集、存储、传输，接受后台远程受控命令进行相应操作，具备远程更 新、自检与灾难备份自动恢复功能;支持自动巡检，智能数据计算分析并判断需要开展的监 测活动和监测周期、频率。
[0079] (2)采用监测传感部件模块化设计，机器人各部件局部故障更换、或保养维护仅需 对相应部件进行即可。
[0080] (3)完成山火自动监测模式:根据采集的气象数据，自动判断是否启动或休眠双光 谱监控仪、是否进入加密监测模式。
[0081] (4)完成覆冰自动监测模式:根据采集的气象数据和给定的计算公式、监测数据， 自动判断是否启动或休眠覆冰监测仪、是否让其进入加密监测模式。完成覆冰重量与覆冰 厚度的转化。
[0082] (5)完成山火温度报警经验阈值范围，根据监控仪俯仰角和方位角测算火点距离， 然后根据设备安装点坐标、火点距离和方位角、俯仰角进行火点定位。
【主权项】
1. 一种智能冰火监测机器人，其特征在于:包括安装支架，安装支架上设有主机箱(2)， 主机箱(2)上设有安装了双光谱监控仪(3)的云台(4);安装支架上还设有覆冰监测仪巧)和 气象仪(6);主机箱(2)上连接有电池箱(7)，电池箱(7)与固定在所述安装支架上的太阳能 电池板(8)相连。2. 根据权利要求1所述的智能冰火监测机器人，其特征在于:所述双光谱监控仪(3)用 于采集红外图片、可见光图片、云台方位角和云台俯仰角数据;所述覆冰监测仪(5)用于采 集单位长度模拟导线的覆冰重量和倾角数据;所述气象仪采集溫湿度、风速风向、大气压数 据。3. 根据权利要求2所述的智能冰火监测机器人，其特征在于:所述双光谱监控仪(3)内 的核屯、部件包覆在双层金属壳体内，且两层金属壳体间充氮气密封。4. 根据权利要求2所述的智能冰火监测机器人，其特征在于:所述覆冰监测仪(5)包括 两个称重传感器，两个称重传感器之间连接有固定长度和固定横截面的金属导线，同时在 称重传感器内置倾角传感器用于监测杆塔的倾斜角。5. 根据权利要求1所述的针对移动终端的网络安全保护装置，其特征在于:所述主机箱 (2)采用双层金属壳体，其中位于内侧的金属壳体为全封闭式，位于外层的金属壳体上分布 有多个通风孔。6. 根据权利要求1所述的针对移动终端的网络安全保护装置，其特征在于:所述安装支 架包括两个平行的长槽侣（101)，两个长槽侣（101)之间连接有多个平行的短槽侣（102)，短 槽侣（102)通过角码（103)与长槽侣（101)固定；所述长槽侣（101)的两端均连接有L型码 (104)，L型码（104)通过方形卡髓（105)与电力铁塔的角钢（106)卡固；所述太阳能电池板 (8)放置在安装支架上后，设有平码(107)将太阳能电池板(8)压固在长槽侣（101)上。7. 根据权利要求2所述的智能冰火监测机器人，其特征在于，所述智能冰火监测机器人 根据现场采集的不同气象信息，启动不同的工作模式，其中覆冰监测仪和双光谱监控仪的 工作模式分别为表1和表2: 表18. 根据权利要求2所述的智能冰火监测机器人，其特征在于:通过覆冰监测仪(5)获取 近似覆冰厚度的方法是，通过获取单位模拟导线覆冰重量，和多个不同溫度、湿度及风速条 件下的覆冰时间后，利用W下公式得出， Δγ=片2+胖八 100 JIP) )1/2-r P= (0.75曲1+0.地2+0.0 化3) Ao+0.14 ho = hl+h2+h3 其中，Ar为覆冰近似厚度，单位cm ;W为单位模拟导线覆冰重量，单位g; r为模拟导线半 径，单位cm; P为覆冰密度，单位g/cm3; hi为覆冰开始之时起，即覆冰重量>0g至某一监测时 亥IJ，满足湿度> 90%，风速〉Im/s，0°C >溫度> -5°C的累计小时数;h2为覆冰开始之时起， 即覆冰重量>〇g至某一监测时刻，满足湿度>90%，风速〉lm/s，-5°C>溫度>-10°C的累计 小时数;h3为覆冰开始之时起，即覆冰重量>0g至某一监测时刻，满足湿度>90%，风速〉 Im/s，溫度<-10°C的累计小时数。9. 根据权利要求2所述的智能冰火监测机器人，其特征在于，通过双光谱监控仪(3)定 位火点位置的方法包括W下步骤： ① 通过云台的移动捜索，双光谱监控仪(3)拍摄的图片中出现火点点i ; ② 将双光谱监控仪(3)的镜头光轴对准火点i，利用方位角和该方位角上的测绘信息在 捜索半径L内，找到火点方位角上的第一个相对最高点点C; ③ 找到点C至地面的垂直线与镜头光轴相交的点0;然后^点〇处向火点方位角反方向 寻找到的第一个与点0同等高程的点d，同时求得点d处的山体坡度角γ ; ④ 利用点〇和(1高程的LcULo,镜头光轴的俯仰角α和水平方位角β，山体坡度角丫，根据 公式Li = Ld+(L〇-Ld)sina*cos 丫 /sin( |α 1 +丫）和Hi = Ha+Li*tga，求得火点点i至设备安装 点点a的水平距离Li和火点点i的高程Hi ; ⑤ 根据点a的坐标(Xa,Ya,化），和公式乂1=乂曰+1^;[*(：〇30，￥1=化+^巧;[]10，求得火点的 坐标(Xi，Yi，Hi)。10. 根据权利要求9所述的智能冰火监测机器人，其特征在于:所述步骤②中的捜索半 径L根据L= I (化-冊)*ctga I得到。11. 根据权利要求10所述的智能冰火监测机器人，其特征在于：当WL为半径在方位角 方向寻找最近的相对最高点的点C的高程无法满足I化-Hc|含|Lc*tga|，则继续寻找下一 个相对最高点，若该L半径内无满足条件的点C，则依次在更大的半径区内化~2U2L~ 3心··)沿方位角方向继续寻找，直到找到为止。
【专利摘要】本发明公开了一种智能冰火监测机器人，包括安装支架，安装支架上设有主机箱(2)，主机箱(2)上设有安装了双光谱监控仪(3)的云台(4)；安装支架上还设有覆冰监测仪(5)和气象仪(6)；主机箱(2)上连接有电池箱(7)，电池箱(7)与固定在所述安装支架上的太阳能电池板(8)相连。本发明可以在电力走廊下的野外各种环境下进行火灾和冰灾的监测，而且可以进行的无障碍工作时间更长，可靠度和精度更高。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN105698848
【申请号】CN201510929219
【发明人】蒋华伟
【申请人】杭州腾瑞电气有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月14日