[发明专利]一种电力塔安全隐患识别系统及方法

权利要求书

1.一种电力塔安全隐患识别系统，其特征在于：

包括有边缘计算终端、中继终端、位姿检测设备以及监测站；

位姿检测设备设置在电力塔身用于检测电力塔的倾斜状态，分别与北斗卫星和中继终端通信连接；

中继终端安装在电力塔身用于收集、位姿检测设备的位姿信号，与边缘计算终端通信连接；

边缘计算终端接收和处理检测管理域内所有位姿检测设备的检测信息，与监测站通信连接；

监测站用于收集所有边缘计算终端的信息进行分析处理判定电力塔的危情系数，生成应急指令。

2.根据权利要求1所述的一种电力塔安全隐患识别系统，其特征在于：

所述位姿检测设备包括安装在电力塔身上的第一位姿传感器、第二位姿传感器以及第三位姿传感器，第一位姿传感器、第二位姿传感器以及第三位姿传感器的安装点在平面上构成直角三角形，直角三角形的初始角度为α₀、β₀以及γ₀，其中α₀＝90°，β₀+γ₀＝α₀。

3.根据权利要求2所述的一种电力塔安全隐患识别系统，其特征在于：

中继终端包括用于存储第一位姿传感器、第二位姿传感器以及第三位姿传感器的信息存储单元以及无线传输单元，所述第一位姿传感器、第二位姿传感器以及第三位姿传感器的位姿信号根据传感器编号按位存储并打包成位姿信息块，经过非对称加密后通过无线传输单元传输至边缘计算终端。

4.根据权利要求2或3所述的一种电力塔安全隐患识别系统，其特征在于：

所述边缘计算终端包括用于解码位姿信息块的解码单元、计算三个位姿传感器之间相对距离的行程计算单元以及根据相对距离计算彼此夹角的角度计算单元以及根据角度偏差判定危情的预警单元；所述预警单元中设置有初始角度以及角度变化量阈值，根据角度的变化量与角度偏差阈值的比较判定电力塔的危情。

5.根据权利要求2或3所述的一种电力塔安全隐患识别系统及方法，其特征在于：所述第一位姿传感器、第二位姿传感器以及第三位姿传感器均为与接收卫星导航信号进项差分定位的GNSS接收机。

6.一种电力塔安全隐患识别方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、位姿检测设备、边缘计算终端、中继终端以及监测站依次建立通信连接，其中，边缘计算终端根据管理域内的中继终端与边缘计算终端的相对距离设置用于信息接送的专属信道；

S2、边缘计算器按周期获取中继终端的存储单元中的位姿信息块，通过解码单元获取对应的三个位姿传感器的位置信息；

S3、通过行程计算单元计算三个位置传感器之间的相对距离；

S4、通过角度计算单元计算出三个位姿传感器之间的夹角α₁、β₁以及γ₁以及各个夹角的角度变化量Δα、Δβ以及Δγ；

S5、预警单元通过比较角度变化量Δα、Δβ以及Δγ与设定的角度变化量阈值x进行比较，确定是否发送至监测站进行预警；若x≤mix(Δα,Δβ,Δγ)，则判定电力铁塔有危情，执行S6；否则不预警；

S6、边缘计算终端通过专属信道将解算完成的位姿信号发送至监测站，监测站根据三维电力塔模型判定电力塔的倾斜角度和方向，制定维修策略。

7.根据权利要求6所述的一种电力塔安全隐患识别方法，其特征在于：所述专属信道设置方法包括如下步骤：

根据边缘计算终端、中继终端以及监测站之间所用通信设备的通讯频率范围设置由大到小设置有n个载波频段；所述管理域内设置有n个中继终端；

按照中继终端与边缘计算终端的相对距离由大到小分配所述载波频段。

8.根据权利要求6所述的一种电力塔安全隐患识别方法，其特征在于：角度计算单元计算三个位姿传感器之间的夹角的公式如下：

其中，a为第一位姿传感器和第二位姿传感器的相对距离；b为第一位姿传感器和第三位姿传感器的相对距离；c为第二位姿传感器和第三位姿传感器的相对距离。