一种基于移动终端的激光异物清除仪智能控制系统的制作方法

本发明属于输电安全领域，尤其涉及一种基于移动终端的激光异物清除仪智能控制系统。

背景技术：

随着社会的不断发展，居民生活水平不断提高，工业生产水平也有了长足的进步，社会对电力的需求也逐渐加大，因此，保障供电的稳定性在电力部门的重要性也越来越大。要保障供电的安全稳定，其中最为重要的一环便是保障输电线路的安全。输电线路在我国一般指的是架空线，过去架空线通常尽量架设在偏僻的郊外，但是由于近几十年来城乡建设速度的加快，很多原本是农田或是旷野的地方现在变成了开发区或者是居民区，人类活动的增加使得架空线路所在的环境有了非常重大的变化。而架空线异物正是当前对于供电稳定和电网安全威胁最大的一种因素，也是目前造成线路跳闸重要因素之一。架空线异物指缠绕悬挂在架空线上的诸如风筝、塑料膜、广告布等物体，这类异物的存在极易引发短路进而引起电网跳闸等事故，威胁电网运行稳定。

激光作为一种全新的手段，逐渐在架空线异物的清除中得到应用，目前激光清除异物主要使用红外激光，常见的是光纤激光和二氧化碳激光。这两种激光属于不可见光，同时使用时一般是从地面照射到架空线异物上，距离较远，瞄准较为困难。此外，激光功率较大，具有一定的杀伤性，需要对仪器进行严格的管控。

激光异物清除仪(以下简称清除仪)是一种利用激光的热效应来远程清除架空线异物的设备。传统的激光异物清除仪结构如图1所示，包括：清除仪主机1(包括激光器、准直镜头及其他周边模块)、电动云台2、三脚架3、光学瞄准镜4、电动云台控制板5、主机控制板6。所述电动云台2安装在三脚架3上，清除仪主机1安装在电动云台2上，光学瞄准镜4安装在清除仪主机1上，主机控制板6与清除仪主机1通过配套数据线相连，电动云台控制板5与电动云台2通过配套数据线相连。

目前对于清除仪的控制仅有主机原厂或是将其简易升级后的控制方式，主要是一些简易的单片机电路板制成的控制板，功能大多只有开关主机和调节主机功率大小等基本的功能。此外电动云台也通过控制板进行控制，造成清除仪上开关按钮散乱，用户使用极为不便。而清除仪的瞄准方面主要是采用传统的类似于狙击枪的光学瞄准方案，这种精密的光学瞄准器件不仅其安装精度要求较高、而且其维护和使用需要专业的人员进行，加上光学瞄准镜主要为直筒结构，当仰角较大时操作人员使用不便。可见，目前对于清除仪的控制和操作均需要操作人员近距离在清除仪上完成，而清除仪使用的是红外激光，功率较大，又属于不可见光，目前的清除仪在激光的安全防护方面极为有限，主要通过人员的培训管理来实现安全防护。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于移动终端的激光异物清除仪智能控制系统。该系统通过移动终端，实现对于激光异物清除仪的数字瞄准、智能控制、安全防护、任务录制回放和远程监控指导，功能多样，操作安全性高，使用更加简单，容易上手。

本发明提出的一种基于移动终端的激光异物清除仪智能控制系统，包括：清除仪主机、电动云台、三脚架,其特征在于，还包括：可测距式高清摄像头、综合数据处理模块、移动终端和远程服务器；所述电动云台安装在三脚架上，清除仪主机安装在电动云台上，可测距式高清摄像头安装在清除仪主机上；综合数据处理模块通过数据线分别与可测距式高清摄像头、清除仪主机和电动云台连接；移动终端通过有线或者无线的方式与综合数据处理模块连接；远程服务器通过云端与移动终端连接；

所述电动云台，用于接收综合数据处理模块通过数据线发送的控制信号后，进行方向调整；

所述清除仪主机，用于接收综合数据处理模块通过数据线发送的控制信号后，发射红外激光清除架空线上的异物；

所述可测距式高清摄像头，用于拍摄架空线上的实时异物画面并测量清除仪主机与异物的距离，将实时异物画面和距离信息通过数据线传输给综合数据处理模块；

所述综合数据处理模块，通过数据线接收来自可测距式高清摄像头拍摄的实时异物画面和距离信息，并将实时异物画面和距离信息通过有线或无线的方式发送给移动终端；同时综合数据处理模块接收从移动终端发出的控制信号，并将控制信号转为清除仪主机或电动云台所能识别的数据格式，通过对应的数据线分别发送至清除仪主机和电动云台；

所述移动终端通过有线或无线的方式接收由综合数据处理模块发送的实时异物画面和距离信息，并将实时异物画面通过云端发送给远程服务器；移动终端对实时异物画面和距离信息进行处理并生成相应的控制信号，通过有线或者无线方式发送给综合数据处理模块；

所述远程服务器用于接收移动终端通过云端发送的实时异物画面并进行显示。

本发明的特点及有益效果在于：

本发明通过移动终端实现对激光异物清除仪的控制，高度智能化，集成度高，可以实现数字瞄准、激光控制、安全防护、任务录制回放等功能，功能多样，操作简便，安全性高。本发明优点如下：

一，本发明系统实现了瞄准功能的数字化，将图像技术与瞄准原理相结合，可以实现在移动终端上的实时画面中进行瞄准。与传统的光学瞄准系统相比，本发明通过可测距式高清摄像头实时拍摄异物画面并将相关画面数字化后更方便储存和传输，易于维护，使用更为便捷。

二，本发明系统将传统零散的清除仪主机控制和云台控制进行了整合，将对两者的控制集中通过在移动终端上的操作实现。

三，更快速的安全技术措施。本发明的移动终端可以通过图像识别的方式快速准确识别出激光束附近的人员或者是鸟类等生物，然后发出控制信号关闭清除仪主机，保证了异物清除过程的安全性。

四，本发明的移动终端可通过gps、地面基站等多种方式实时提取当前位置坐标，同时将异物处理过程的实时画面自动储存，与相应的位置信息结合形成该次任务的记录数据包，任务记录可进行回放，方便后续的检查与校验。

五，本发明与物联网云技术结合，可将移动终端的画面通过4g、5g和微波通信等技术实时上传至云端，可以通过远程服务器实现技术人员对现场的远程监控和指导。

附图说明

图1为传统激光异物清除仪的结构示意图。

图2为本发明的一种基于移动终端的激光异物清除仪智能控制系统结构示意图。

图中，1是清除仪主机，2是电动云台，3是三脚架，4是光学瞄准镜，5是电动云台控制板，6是主机控制板，7是可测距式高清摄像头，8是综合数据处理模块，9是移动终端，10是远程服务器。

具体实施方式

本发明提出的一种基于移动终端的激光异物清除仪智能控制系统，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提出一种基于移动终端的激光异物清除仪智能控制系统，整体结构如图2所示,包括：清除仪主机1、电动云台2、三脚架3、可测距式高清摄像头7、综合数据处理模块8、移动终端9和远程服务器10。所述电动云台2安装在三脚架3上，清除仪主机1安装在电动云台2上，可测距式高清摄像头7安装在清除仪主机1上；综合数据处理模块8通过数据线分别与可测距式高清摄像头7、清除仪主机1和电动云台2连接；移动终端9通过有线或者wifi、蓝牙、zigbee等无线的方式与综合数据处理模块8连接；远程服务器10通过公网或内网云端与移动终端9连接。

本系统各部件的具体实现方式及功能说明如下：

所述清除仪主机1，用于接收综合数据处理模块通过数据线发送的控制信号后，发射红外激光清除架空线上的异物；清除仪主机所采用的激光器可为任意常规型号的激光器；

所述可测距式高清摄像头7，用于拍摄架空线上的实时异物画面并测量清除仪主机与异物的距离，将实时异物画面和距离信息通过数据线传输给综合数据处理模块8。所述可测距式高清摄像头7具有两种模式，一是普通模式，二是夜视模式；具备测距能力，可自动变焦，自动对焦，有效像素200万及以上，采集的视频质量要求最低为720p/30fps。本实施例的可测距式高清摄像头为500万有效像素，1080p/30fps。

所述综合数据处理模块8，通过数据线接收来自可测距式高清摄像头7拍摄的实时异物画面和距离信息，并将实时异物画面和距离信息通过有线或wifi、蓝牙、zigbee等无线的方式发送给移动终端9；同时综合数据处理模块8接收从移动终端9发出的控制信号，并将控制信号转为清除仪主机1或电动云台2所能识别的数据格式，通过对应的数据线分别发送至清除仪主机1和电动云台2。所述综合数据处理模块8可采用基于51、msp430、tms、stm32、pic、avr、stc单片机、plc和dsp定制之一种，具有有线和无线(wifi、蓝牙、zigbee)的数据收发处理能力。本实施例为基于stm32芯片定制的单片机。

所述移动终端9，包括计算模块、定位模块、触控显示屏、储存模块和网络模块；所述移动终端9的网络模块通过有线或无线方式接收由综合数据处理模块8发送的实时异物画面和距离信息，并将实时异物画面和距离信息发送给计算模块，网络模块同时将实时异物画面通过公网或内网云端发送给远程服务器10；计算模块采用图像识别技术识别实时异物画面中有无人员或鸟类等其他动物：若有，则计算模块发出立刻关闭清除仪主机的控制信号，传递给网络模块，由网络模块发送给综合数据处理模块8，实现安全防护功能；若画面中没有人员或鸟类等其他动物并确认环境安全后，计算模块根据距离信息计算出在该距离上清除仪主机发出的激光光斑在实时异物画面中的所在位置并将计算出的位置以准星的形式与实时异物画面整合成带准星的视频数据，并将视频数据分别发送给触控显示屏进行实时显示和储存模块进行储存；触控显示屏将带准星的视频数据进行显示，实现数字瞄准功能；操作人员根据触控显示屏的显示画面通过键盘输入或触控显示屏的方式输入操作命令，计算模块将操作命令转化为对应的控制信号传递给网络模块，网络模块将控制信号通过有线或者无线方式发送给综合数据处理模块8，实现在移动终端9上对清除仪主机1和电动云台2的操控，完成激光控制功能；清除完成后，定位模块采集当前移动终端9位置信息(通过gps、地面基站)，与储存模块中的视频数据合并形成该次任务记录数据包并保存在存储模块中，可实现任务录制回放功能。所述移动终端9采用手机、平板电脑、笔记本电脑或各类基于51、msp430、tms、stm32、pic、avr、stc单片机、plc和dsp定制移动终端之一种。移动终端9可以实现数字瞄准、激光控制、安全防护、任务录制回放等功能，以上模块所使用的算法可由业内普通技术人员编程完成。本实施例的移动终端为智能手机(小米红米note4x)。

所述远程服务器10为一台接入云端的计算机，可采用普通型号的计算机。远程服务器10接收移动终端9通过公网或内网云端发送的实时异物画面并进行显示，技术人员在机房即可通过远程服务器10远程监控现场工作人员的工作进度、设备使用、安全管理等情况并实时提出指导意见，实现远程监控指导功能。

所述电动云台2，用于接收综合数据处理模块8通过数据线发送的控制信号后，进行方向调整；

所述三脚架3用于支撑电动云台和清除仪主机；

所述电动云台2，三脚架3，数据线均采用常规设备即可。