本發(fā)明涉及電場(chǎng)測(cè)量，具體為一種帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在電力行業(yè)中，帶電作業(yè)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的工作。由于現(xiàn)場(chǎng)存在高電壓、強(qiáng)電場(chǎng)等危險(xiǎn)因素，對(duì)工作人員的安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的電場(chǎng)測(cè)量方法往往只能提供單點(diǎn)或局部的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，難以全面反映整個(gè)作業(yè)區(qū)域的電場(chǎng)分布情況。同時(shí)，電力設(shè)備在帶電運(yùn)行時(shí)，會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)信息與電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)息息相關(guān)，當(dāng)電力設(shè)備發(fā)生故障，如產(chǎn)生電暈放電、絕緣子絕緣損壞時(shí)，電力設(shè)備周?chē)碾妶?chǎng)會(huì)產(chǎn)生畸變，通過(guò)測(cè)量電力設(shè)備周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度并進(jìn)行成像，可以直觀地了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

2、基于以上介紹，傳統(tǒng)的電場(chǎng)測(cè)量面臨的問(wèn)題是：難以全面直觀地反映整個(gè)作業(yè)區(qū)域包括電力設(shè)備周?chē)碾妶?chǎng)分布情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法及系統(tǒng)以解決傳統(tǒng)電場(chǎng)測(cè)量方法難以全面直觀地反映電場(chǎng)分布情況的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

3、一方面，提供一種帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，所述成像方法的步驟包括：

4、獲取待成像區(qū)域的二維地圖，并將所述二維地圖離散化為多個(gè)離散測(cè)量點(diǎn)；

5、規(guī)劃巡檢路徑，控制巡檢機(jī)器人依次到達(dá)每個(gè)所述離散測(cè)量點(diǎn)；

6、在所述巡檢機(jī)器人到達(dá)每個(gè)離散測(cè)量點(diǎn)時(shí)，利用電場(chǎng)傳感器采集當(dāng)前所述離散測(cè)量點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)；

7、對(duì)采集的所述電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理和濾波；

8、將處理后的所述電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的灰度值或顏色值；

9、根據(jù)每個(gè)所述離散測(cè)量點(diǎn)的位置信息和對(duì)應(yīng)的所述灰度值或所述顏色值，生成電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖像。

10、另一方面，提供一種帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括：

11、地圖獲取模塊，用于獲取待成像區(qū)域的二維地圖，并將所述二維地圖離散化為多個(gè)離散測(cè)量點(diǎn)；

12、路徑規(guī)劃模塊，用于規(guī)劃巡檢機(jī)器人的巡檢路徑；

13、電場(chǎng)測(cè)量模塊，包括電場(chǎng)傳感器，用于在巡檢機(jī)器人到達(dá)每個(gè)離散測(cè)量點(diǎn)時(shí)采集該位置的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)；

14、信號(hào)處理模塊，用于對(duì)采集的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理和濾波；

15、圖像生成模塊，用于將處理后的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的灰度值或顏色值，并生成電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖像；

16、通信模塊，用于將電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖像傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心或移動(dòng)設(shè)備；

17、定位模塊，用于實(shí)時(shí)跟蹤巡檢機(jī)器人和作業(yè)人員的位置；

18、警告模塊，用于在檢測(cè)到潛在危險(xiǎn)時(shí)發(fā)出警告信號(hào)；

19、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于保存歷史測(cè)量數(shù)據(jù)和生成的圖像；

20、人機(jī)交互模塊，用于顯示電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖像和接收操作指令。

21、本發(fā)明的有益效果是：

22、本發(fā)明通過(guò)獲取待成像區(qū)域二維地圖并將其離散化為多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，結(jié)合巡檢機(jī)器人的路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的全面測(cè)量。這種系統(tǒng)性的測(cè)量方法克服了傳統(tǒng)單點(diǎn)測(cè)量的局限性，能夠全面反映整個(gè)作業(yè)區(qū)域的電場(chǎng)分布情況。

23、進(jìn)一步地，通過(guò)在每個(gè)離散測(cè)量點(diǎn)采集電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理和濾波，該方法提高了電場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。將處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為灰度值或顏色值，并生成電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖像，使得復(fù)雜的電場(chǎng)分布情況能夠以直觀可視的方式呈現(xiàn)。提升了電場(chǎng)分布信息的可讀性，有助于工作人員快速準(zhǔn)確地掌握現(xiàn)場(chǎng)電場(chǎng)分布狀況。

24、更進(jìn)一步地，本發(fā)明的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)帶電設(shè)備周?chē)妶?chǎng)的全面成像，可直觀反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及潛在故障。通過(guò)分析電場(chǎng)分布圖像的異常情況，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，為預(yù)防性維護(hù)提供依據(jù)。同時(shí)，電場(chǎng)分布圖像也為作業(yè)人員提供了更加直觀的安全指引，有助于規(guī)劃安全的作業(yè)路徑和區(qū)域，從而顯著提高了帶電作業(yè)的安全性。

25、上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述成像方法的步驟包括：

2.如權(quán)利要求1所述的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述將所述二維地圖離散化為多個(gè)離散測(cè)量點(diǎn)的步驟包括：

3.如權(quán)利要求2所述的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述為每個(gè)所述網(wǎng)格單元分配測(cè)量編號(hào)的步驟包括：

4.如權(quán)利要求2所述的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述規(guī)劃巡檢路徑的步驟包括：

5.如權(quán)利要求1所述的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述利用電場(chǎng)傳感器采集當(dāng)前所述離散測(cè)量點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)的步驟包括：

6.如權(quán)利要求5所述的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述電場(chǎng)傳感器為電容式電場(chǎng)傳感器，所述電場(chǎng)傳感器的輸出電壓u與其所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度e之間的關(guān)系表示為：

7.如權(quán)利要求1所述的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述對(duì)采集的所述電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理和濾波的步驟包括：

8.如權(quán)利要求1所述的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述成像方法的步驟還包括將電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖像實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心或移動(dòng)設(shè)備，步驟包括：

9.如權(quán)利要求1所述的帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述成像方法的步驟還包括當(dāng)檢測(cè)到作業(yè)人員接近電場(chǎng)強(qiáng)度較高區(qū)域時(shí)，向作業(yè)人員發(fā)出警告，步驟包括：

10.一種帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電場(chǎng)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種帶電設(shè)備巡檢交流電場(chǎng)成像方法及系統(tǒng)。所述成像方法的步驟包括：獲取待成像區(qū)域的二維地圖，并將所述二維地圖離散化為多個(gè)離散測(cè)量點(diǎn)；規(guī)劃巡檢路徑，控制巡檢機(jī)器人依次到達(dá)每個(gè)所述離散測(cè)量點(diǎn)；在所述巡檢機(jī)器人到達(dá)每個(gè)離散測(cè)量點(diǎn)時(shí)，利用電場(chǎng)傳感器采集當(dāng)前所述離散測(cè)量點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)；對(duì)采集的所述電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理和濾波。本發(fā)明通過(guò)獲取待成像區(qū)域二維地圖并將其離散化為多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，結(jié)合巡檢機(jī)器人的路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的全面測(cè)量。

技術(shù)研發(fā)人員：王倩,王笛,秦司晨,琚澤立
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10