基于卫星、无人机摄影的杆塔倾斜预警装置及用法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是基于卫星、无人机摄影的杆塔倾斜预警装置及用法。

背景技术

杆塔（包括电线杆、电线塔，因此本发明中杆塔的量词为“个”），尤其是位于高压线路上的杆塔，由于各种自然、人为的影响很容易发生倾斜，甚至进一步导致倾倒，由此会带来安全隐患。

虽然杆塔在埋设时，其竖直度有一定的要求，但在之后的使用过程中，其倾斜角度是否超过了安全范围并无法及时得知，无法及时进行调整。

发明内容

本发明主要解决的问题是，如何在杆塔发生倾斜后，能够及时发出预警信号。

基于卫星、无人机摄影的杆塔倾斜预警装置，其特征为，包括绿色激光模组、漫反射体、红色荧光体、灯罩、固定端，所述绿色激光模组被固定于灯罩内，其所发绿色激光竖直朝上，所述装置竖直放置时，所述漫反射体位于所述绿色激光的正上方，

所述红色荧光体横截面为圆环，所述漫反射体位于所述圆环中间空缺部分的正上方，所述漫反射体由透明材料与反光物质混合制成，所述透明材料包括玻璃、塑料，所述反光物质包括金属，所述漫反射体的下表面在位置上高于所述红色荧光体的上表面，所述漫反射体、红色荧光体是固定为一体的，所述漫反射体、红色荧光体被用绳索悬挂于所述灯罩内，所述灯罩通过所述固定端固定在杆塔上，

杆塔处于竖直状态时，绿色激光照射到漫反射体上而发出漫反射绿光；杆塔处于倾斜状态时，绿色激光照射到红色荧光体上而发出漫反射红光，以作为预警；所述灯罩的上表面是透明的，便于所述漫反射绿光、漫反射红光射向上空，

所述激光模组白天是关闭的，夜间才打开，便于卫星、无人机从空中摄影成像，同时作为杆塔的标识，防止行人、车辆误撞杆塔。

所述装置具体工作原理如下：杆塔处于竖直状态时，所述装置竖直放置，所述漫反射体位于所述绿色激光的方向上，绿色激光照射到漫反射体上而发出绿光；杆塔处于倾斜状态时，所述装置发生倾斜，所述绿色激光的方向也跟着发生倾斜，所述红色荧光体位置变化到所述绿色激光的方向上，绿色激光照射到红色荧光体上而发出红光，以作为预警，所述红色荧光体由荧光粉制成，所述荧光粉是现有成熟技术，容易制备。

有益效果如下：

杆塔处于竖直状态时，所述装置发出绿光；杆塔处于倾斜状态时，所述装置发出红光，以作为预警，发出的为漫反射光，能够避免激光直接朝上射出对飞行员造成影响，同时，发光方向整体朝向上空，绿色与红色区别明显，便于卫星、无人机摄影并识别，

杆塔处于竖直状态时，漫反射体会发出向各个方向漫反射的绿光，所述漫反射体的下表面在位置上高于所述红色荧光体的上表面，也即，所述漫反射体与红色荧光体之间具有一定距离，能减少所述绿光射入所述红色荧光体而产生的红光，保证了杆塔竖直时基本不会发出红光，只有倾斜时才会发出明显红光，预警信号明显，

所述漫反射体发出绿光时，既可表示杆塔处于竖直状态，也可作为夜间杆塔的标识，防止行人车辆误撞杆塔，一举多得，

所述激光模组白天是关闭的，夜间才打开，首先，能够省电，同时夜间倾斜预警信号更加明显，卫星、无人机摄影更加清晰，其次，由于杆塔发生倾斜通常是一个缓慢过程，是逐日累加的，只在夜间发出倾斜预警信号，足够监测到其倾斜变化过程，足够及时发出预警信号。

所述漫反射体竖截面整体呈凸字形，并且所述凸字中间上方的四角均为圆角。

有益效果是，所述漫反射体竖截面整体呈凸字形具有如下作用：首先，凸字具有一定的上下高度差，也就是漫反射体并非一个平面，其发出的光更加立体化，其发光角度能超过180度，更像是一个灯泡，从各个方向都可方便观察，同时能更好地标识杆塔；其次，目前激光模组所发激光的强度从边缘到中心呈高斯分布，同时，所述凸字顶部是上凸的，也即激光方向上中间对应的漫反射体厚度大于边缘，同样呈高斯分布，中间部分的漫反射体能够进一步发散激光，光线更多地发散至所述漫反射体左右两侧，从而减弱其中间发光强度，避免直接朝上射出光线的光强过大对飞行员造成影响，使得漫反射体上发出的绿光非常均匀，漫反射体使用寿命延长，同时更好地标识杆塔。现有技术中，通常使用的都是平面形荧光片，荧光片由荧光粉涂抹至玻璃片上制成，其发光角度不可能超过180度，通常都是用于手电、车灯等小角度范围照明，不具备本发明立体大角度发光效果。

所述圆环内径大于绿色激光光斑的直径；所述漫反射体的横向宽度等于所述圆环内径。

有益效果是，当所述圆环内径大于绿色激光光斑的直径时，杆塔在一定的倾斜角度内，绿色激光不会照射到红色荧光体上，这样允许有一定的倾斜角度，符合实际情况（如果所述圆环内径等于绿色激光光斑的直径，则只要发生一点倾斜，绿色激光即会照射到红色荧光体上而发出红光，这样过于严苛，不符合实际情况）；所述漫反射体的横向宽度等于所述圆环内径，也即漫反射体与红色荧光体之间不存在横向缝隙，绿色激光至少会射入上述两者之一，避免激光直接朝上射出对飞行员造成影响，同时激光能够被充分用来标识杆塔（当然，绿色激光也可能分成两部分同时射入漫反射体与红色荧光体，但不管如何，只要射入了红色荧光体而产生红光，即是发出了倾斜预警信号）。

所述红色荧光体由透明材料和红色荧光粉混合而成，所述透明材料包括透明玻璃、透明塑料。

有益效果是，所述红色荧光体并非荧光片，其具有一定的厚度，能够让绿光充分接触到红色荧光粉，产生足够的红光，同时各个方向都有更加均匀的漫反射，其发出的光更加立体化，其发光角度能超过180度，更像是一个灯泡，从各个方向都可方便观察，同时能更好地标识杆塔。现有技术中，通常使用的都是平面形荧光片，其发光角度不可能超过180度，不具备本发明立体大角度发光效果。

所述绳索有至少三条，所述绳索长度相等，所述绳索围绕所述圆环的中垂线均匀分布，所述绳索顶端之间的距离大于其底端之间的距离。

有益效果是，所述绳索围绕所述圆环的中垂线均匀分布，所述绳索顶端之间的距离大于其底端之间的距离，这种绳索连接保证了所述装置竖直放置时所述漫反射体、红色荧光体竖直悬挂的稳定性，同时，所述装置倾斜时所述漫反射体会偏离所述绿色激光的方向，所述绿色激光会射入红色荧光体而发出红光，最重要的是，这种绳索连接的顶端是分散的，偏离了绿色激光的正上方，不会阻挡光线的发出。优选地，所述绳索有至少八条，因为绳索越多，越能精确反应所述装置的倾斜角度（当然，有绳索弯曲不受力也是正常的），也更能稳定悬挂所述漫反射体与红色荧光体。更进一步地，所述绳索长度受限，仅允许倾斜时所述漫反射体、红色荧光体移动一定的范围，因为如果所述漫反射体、红色荧光体移动的范围过大，会超出激光所能照射到的红色荧光体的范围，导致无法发出红光，也就是倾斜角度过大时，反而不能发出红光，不能有效预警，限制绳索长度，就能避免上述问题。

还包括电池模组、太阳能模组，所述电池模组给所述激光模组供电，所述太阳能模组给所述电池模组充电。

有益效果是，所述太阳能模组解决了绿色激光模组的供电问题，同时，相比LED等普通光源，激光照明发光效率高，同等亮度下耗能少，更能延长夜间标识杆塔的时间。

所述装置的用法：

安装时，确保杆塔处于竖直状态，所述装置竖直固定在杆塔上；

夜间，用卫星或无人机对杆塔所在区域进行摄影，获得所在区域内杆塔上所述装置发光点的照片，所述发光点是具有地理坐标的；

将所述发光点与事先预存的杆塔地理坐标处对应分析，如果所述杆塔地理坐标处显示绿色，则表示所述杆塔处于竖直状态；如果所述杆塔地理坐标处显示红色，则表示所述杆塔处于倾斜状态；所述杆塔地理坐标处显示的颜色与周围相同，则表示所述杆塔的所述装置被遮挡或已损坏，需要进行调整。

有益效果如下：所述方法具备所述装置的有益效果，最重要的是，所述装置发出的绿光、红光方向整体朝上，并且绿光、红光区别明显，便于卫星、无人机摄影成像，同时，杆塔间距至少有几十米，从高处看就是有足够间距的发光点，足够卫星摄影成像并加以分辨，加之可采用计算机自动识别，采用卫星一次能监测很大区域。所述杆塔地理坐标处显示的颜色与周围相同，即是，所述照片上找不到所述杆塔地理坐标处对应的发光点。

基于卫星、无人机摄影的杆塔倾斜预警装置，其特征为，包括绿色激光模组、漫反射体、红色荧光体、灯罩、固定端，所述绿色激光模组被固定于灯罩内，其所发绿色激光竖直朝上，所述装置竖直放置时，所述漫反射体位于所述绿色激光的正上方，

所述红色荧光体横截面为圆环，所述漫反射体位于所述圆环中间空缺部分的正上方，所述漫反射体由透明材料与反光物质混合制成，所述透明材料包括玻璃、塑料，所述反光物质包括金属，所述漫反射体的下表面在位置上高于所述红色荧光体的上表面，所述漫反射体、红色荧光体是固定为一体的，所述灯罩通过所述固定端固定在杆塔上，

所述漫反射体为一圆球，所述圆球通过悬挂杆与红色荧光体固定连接，所述圆球通过一球壳与灯罩相连，所述圆球位于所述球壳内，所述圆球和球壳共圆心，所述球壳与灯罩固定连接，所述球壳与灯罩的连接处、悬挂杆、球壳三者均是透明的，所述球壳的下端部分是开放的，便于倾斜时圆球在球壳内转动，

杆塔处于竖直状态时，绿色激光照射到漫反射体上而发出漫反射绿光；杆塔处于倾斜状态时，绿色激光照射到红色荧光体上而发出漫反射红光，以作为预警；所述灯罩的上表面是透明的，便于所述漫反射绿光、漫反射红光射向上空，

所述激光模组白天是关闭的，夜间才打开，便于卫星、无人机从空中摄影成像，同时作为杆塔的标识，防止行人、车辆误撞杆塔。

有益效果如下：

所述圆球和球壳共圆心，圆球能够在球壳内各个方向转动，同时，这种刚性连接保证了所述漫反射体、红色荧光体位置的稳定性，所述漫反射体、红色荧光体始终竖直悬挂。更进一步地，所述球壳的下端部分是开放的，且所述下端部分大小受限，仅允许圆球在球壳内转动一定的角度，因为如果圆球在球壳内转动角度过大，会超出激光所能照射到的红色荧光体的范围，导致无法发出红光，也就是倾斜角度过大时，反而不能发出红光，不能有效预警，限制圆球在球壳内转动角度范围，就能避免上述问题，

所述球壳与灯罩的连接处、悬挂杆、球壳三者均是透明的，确保这种刚性连接不会遮挡所述漫反射光射向上空，最重要的是，所述圆球同时具备漫反射与连接的作用，能简化结构、节省成本，其次，目前激光模组所发激光的强度从边缘到中心呈高斯分布，同时，所述圆球顶部和底部均是上凸的，也即激光方向上中间对应的漫反射体厚度大于边缘，同样近似呈高斯分布，中间部分的漫反射体能够进一步发散激光，光线更多地发散至所述漫反射体左右两侧，从而减弱其中间发光强度，避免直接朝上射出光线的光强过大对飞行员造成影响，使得漫反射体上发出的绿光均匀，漫反射体使用寿命延长，同时更好地标识杆塔。

杆塔处于竖直状态时，所述装置发出绿光；杆塔处于倾斜状态时，所述装置发出红光，以作为预警，发出的为漫反射光，能够避免激光直接朝上射出对飞行员造成影响，同时，发光方向整体朝向上空，绿色与红色区别明显，便于卫星、无人机摄影并识别，

杆塔处于竖直状态时，漫反射体会发出向各个方向漫反射的绿光，所述漫反射体的下表面在位置上高于所述红色荧光体的上表面，也即，所述漫反射体与红色荧光体之间具有一定距离，能减少所述绿光射入所述红色荧光体而产生的红光，保证了杆塔竖直时基本不会发出红光，只有倾斜时才会发出明显红光，预警信号明显，

所述漫反射体发出绿光时，既可表示杆塔处于竖直状态，也可作为夜间杆塔的标识，防止行人车辆误撞杆塔，一举多得，

所述激光模组白天是关闭的，夜间才打开，首先，能够省电，同时夜间倾斜预警信号更加明显，卫星、无人机摄影更加清晰，其次，由于杆塔发生倾斜通常是一个缓慢过程，是逐日累加的，只在夜间发出倾斜预警信号，足够监测到其倾斜变化过程，足够及时发出预警信号。

所述圆环内径大于绿色激光光斑的直径；所述漫反射体的横向宽度等于所述圆环内径。

有益效果是，当所述圆环内径大于绿色激光光斑的直径时，杆塔在一定的倾斜角度内，绿色激光不会照射到红色荧光体上，这样允许有一定的倾斜角度，符合实际情况（如果所述圆环内径等于绿色激光光斑的直径，则只要发生一点倾斜，绿色激光即会照射到红色荧光体上而发出红光，这样过于严苛，不符合实际情况）；所述漫反射体的横向宽度等于所述圆环内径，也即漫反射体与红色荧光体之间不存在横向缝隙，绿色激光至少会射入上述两者之一，避免激光直接朝上射出对飞行员造成影响，同时激光能够被充分用来标识杆塔（当然，绿色激光也可能分成两部分同时射入漫反射体与红色荧光体，但不管如何，只要射入了红色荧光体而产生红光，即是发出了倾斜预警信号）。

所述红色荧光体由透明材料和红色荧光粉混合而成，所述透明材料包括透明玻璃、透明塑料。

有益效果是，所述红色荧光体并非荧光片，其具有一定的厚度，能够让绿光充分接触到红色荧光粉，产生足够的红光，同时各个方向都有更加均匀的漫反射，其发出的光更加立体化，其发光角度能超过180度，更像是一个灯泡，从各个方向都可方便观察，同时能更好地标识杆塔。现有技术中，通常使用的都是平面形荧光片，其发光角度不可能超过180度，不具备本发明立体大角度发光效果。

还包括电池模组、太阳能模组，所述电池模组给所述激光模组供电，所述太阳能模组给所述电池模组充电。

有益效果是，所述太阳能模组解决了绿色激光模组的供电问题，同时，相比LED等普通光源，激光照明发光效率高，同等亮度下耗能少，更能延长夜间标识杆塔的时间。

附图说明

图1.装置竖直放置时整体结构示意图；

图2.漫反射体、红色荧光体局部放大结构示意图；

图3.漫反射体结构示意图；

图4.绳索局部放大结构示意图；

图5.装置倾斜时整体结构示意图；

图6.装置固定在杆塔上时整体结构示意图；

图7.装置固定在杆塔上时局部放大结构示意图；

图8.漫反射体为圆球时装置整体结构示意图；

图9.圆球局部放大结构示意图。

图中：1.绿色激光模组，2.漫反射体，21.漫反射体的下表面，22.悬挂杆，23.球壳，24.球壳与灯罩的连接处，3.红色荧光体，4.灯罩，5.固定端，6.电池模组，7.太阳能模组，8.绳索，9.杆塔。

实施方式

实施例

如图1-7所示，基于卫星、无人机摄影的杆塔倾斜预警装置，其特征为，包括绿色激光模组、漫反射体、红色荧光体、灯罩、固定端，所述绿色激光模组被固定于灯罩内，其所发绿色激光竖直朝上，所述装置竖直放置时，所述漫反射体位于所述绿色激光的正上方，

所述红色荧光体横截面为圆环，所述漫反射体位于所述圆环中间空缺部分的正上方，所述漫反射体由透明材料与反光物质混合制成，所述透明材料包括玻璃、塑料，所述反光物质包括金属，所述漫反射体的下表面在位置上高于所述红色荧光体的上表面，所述漫反射体、红色荧光体是固定为一体的，所述漫反射体、红色荧光体被用绳索悬挂于所述灯罩内，所述灯罩通过所述固定端固定在杆塔上，

杆塔处于竖直状态时，绿色激光照射到漫反射体上而发出漫反射绿光；杆塔处于倾斜状态时，绿色激光照射到红色荧光体上而发出漫反射红光，以作为预警；所述灯罩的上表面是透明的，便于所述漫反射绿光、漫反射红光射向上空，

所述激光模组白天是关闭的，夜间才打开，便于卫星、无人机从空中摄影成像，同时作为杆塔的标识，防止行人、车辆误撞杆塔。

所述漫反射体竖截面整体呈凸字形，并且所述凸字中间上方的四角均为圆角。

所述圆环内径大于绿色激光光斑的直径；所述漫反射体的横向宽度等于所述圆环内径。

所述红色荧光体由透明材料和红色荧光粉混合而成，所述透明材料包括透明玻璃、透明塑料。

所述绳索有至少三条，所述绳索长度相等，所述绳索围绕所述圆环的中垂线均匀分布，所述绳索顶端之间的距离大于其底端之间的距离。

还包括电池模组、太阳能模组，所述电池模组给所述激光模组供电，所述太阳能模组给所述电池模组充电。

实施例

所述装置的用法：

安装时，确保杆塔处于竖直状态，所述装置竖直固定在杆塔上；

夜间，用卫星或无人机对杆塔所在区域进行摄影，获得所在区域内杆塔上所述装置发光点的照片，所述发光点是具有地理坐标的；

将所述发光点与事先预存的杆塔地理坐标处对应分析，如果所述杆塔地理坐标处显示绿色，则表示所述杆塔处于竖直状态；如果所述杆塔地理坐标处显示红色，则表示所述杆塔处于倾斜状态；所述杆塔地理坐标处显示的颜色与周围相同，则表示所述杆塔的所述装置被遮挡或已损坏，需要进行调整。

实施例

如图8、9所示，基于卫星、无人机摄影的杆塔倾斜预警装置，其特征为，包括绿色激光模组、漫反射体、红色荧光体、灯罩、固定端，所述绿色激光模组被固定于灯罩内，其所发绿色激光竖直朝上，所述装置竖直放置时，所述漫反射体位于所述绿色激光的正上方，

所述红色荧光体横截面为圆环，所述漫反射体位于所述圆环中间空缺部分的正上方，所述漫反射体由透明材料与反光物质混合制成，所述透明材料包括玻璃、塑料，所述反光物质包括金属，所述漫反射体的下表面在位置上高于所述红色荧光体的上表面，所述漫反射体、红色荧光体是固定为一体的，所述灯罩通过所述固定端固定在杆塔上，

所述漫反射体为一圆球，所述圆球通过悬挂杆与红色荧光体固定连接，所述圆球通过一球壳与灯罩相连，所述圆球位于所述球壳内，所述圆球和球壳共圆心，所述球壳与灯罩固定连接，所述球壳与灯罩的连接处、悬挂杆、球壳三者均是透明的，所述球壳的下端部分是开放的，便于倾斜时圆球在球壳内转动，

杆塔处于竖直状态时，绿色激光照射到漫反射体上而发出漫反射绿光；杆塔处于倾斜状态时，绿色激光照射到红色荧光体上而发出漫反射红光，以作为预警；所述灯罩的上表面是透明的，便于所述漫反射绿光、漫反射红光射向上空，

所述激光模组白天是关闭的，夜间才打开，便于卫星、无人机从空中摄影成像，同时作为杆塔的标识，防止行人、车辆误撞杆塔。

所述圆环内径大于绿色激光光斑的直径；所述漫反射体的横向宽度等于所述圆环内径。

所述红色荧光体由透明材料和红色荧光粉混合而成，所述透明材料包括透明玻璃、透明塑料。

还包括电池模组、太阳能模组，所述电池模组给所述激光模组供电，所述太阳能模组给所述电池模组充电。