基于卫星、无人机摄影的杆塔倾斜预警装置及用法
文献发布时间:2024-04-18 19:58:26
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。
- 基于倾斜摄影的无人机障碍预警方法
- 基于泛在物联网的输电线路杆塔倾斜预警方法及装置