[发明专利]基于激光除冰系统的自动除冰方法

说明书

本发明公开了一种基于激光除冰系统的自动除冰方法，视觉传感器模块采集当前图像信息；控制系统进行图像识别，得到覆冰位置信息，并对其进行解算，转化为角度坐标发送指令给转台，使其转动，跟踪覆冰与线缆接触位置；根据输入装置的信息，进入切割模式；激光部件发送激光，控制系统发送相对应的角度指令给转台，控制转台带动激光部件转动，设备开始沿路径进行切割，直至覆冰完全切除。本发明通过视觉传感器模块采集并显示目标位置，通过用户端控制激光除冰装置来进行目标跟踪和自动切割，提高了切割效率。

技术领域

本发明涉及电力系统高压输电线除冰领域，具体涉及一种基于激光除冰系统的自动除冰方法。

背景技术

在冬季严寒雨雪天气，输电线路、塔架容易覆冰覆雪，严重时可引起线缆断裂、塔架倒塌等，导致周围人畜伤亡、输电线路损坏，损失极大。架空输电线路具有点多面广、跨度大、线路长的特点，输电线路的除冰十分困难。

现有的清除高压输电线路覆冰覆雪的手段主要有机械除冰、热力熔冰、自然除冰(也称被动除冰)、混合方式四类。机械除冰是一种接触式除冰操作，安全性能差，需要线路断电进行除冰，且易受地形限制等。自然脱冰无需附加能量，但适用性与可控性较差。热力熔冰以加热措施使覆冰熔化或脱落，使用最为广泛。激光除冰技术作为一种热力熔冰方式，通过激光加热使高压电缆的温度高于零度无法凝结成冰，或者直接熔冰，具有功率强、非接触操作、可移动等优点。但是当前的激光除冰技术装置需要全程人为操作控制，通过人来观察覆冰情况控制除冰操作，反馈实时性差，工作效率低，除冰效果差，并且还存在一定危险性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于激光除冰系统的自动除冰方法，首先对覆冰进行目标识别和自动跟踪，然后进行自动切割以清除线缆覆冰，该方法具有自动化程度高、切割效率高的特点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于激光除冰系统的自动除冰方法，该方法基于激光除冰系统实现，所述激光除冰系统包括转台、激光部件、底座、电源系统、输入装置、显示屏、控制系统和视觉传感器模块；所述转台包括方位部件和俯仰部件，所述方位部件安装在所述底座上方，所述俯仰部件安装在方位部件上方，所述激光部件和视觉传感器模块安装在俯仰部件的联接部件上；

所述控制系统包括工控机和控制驱动部件，所述工控机与视觉传感器模块连接，用于控制视觉传感器模块调整参数，并对视觉传感器模块采集的图像进行识别，将识别结果传输给控制驱动部件；所述控制驱动部件和方位部件、俯仰部件相连，用于控制转台进行方位和俯仰两自由度的转动，进而带动激光部件和视觉传感器模块转动；

所述视觉传感器模块包括可见光摄像机和红外热成像仪，所述视觉传感器模块与工控机连接，用于根据工控机的指令调整视觉传感器参数，根据光强阈值切换可见光摄像机和红外热成像仪，光强大于阈值时，通过可见光摄像机采集图像，光强小于等于阈值时，通过红外热成像仪采集图像，并将采集的图像传输给工控机；

所述自动除冰方法包括以下步骤：

步骤1，视觉传感器模块采集当前图像信息，传送给控制系统，并在显示屏上显示；

步骤2，当图像中存在覆冰时，将采集的图像进行放大；

步骤3，控制系统接收到操作指令，对采集到的图像中框定区域进行图像识别，得到图像坐标，即覆冰与线缆的接触位置；

步骤4，控制系统将覆冰接触位置的图像坐标进行解算，得到角度坐标，再根据坐标系的转换关系得到转台坐标，发送指令给转台，使其转动，跟踪覆冰与线缆接触位置；

步骤5，根据输入装置的信息，进入切割模式；

步骤6，激光部件发射激光，控制系统根据实时跟踪状况发送相对应的切割方向和切割速度指令给转台，控制转台带动激光部件转动；