[发明专利]一种非接触式线路扫描仪及检测方法

权利要求书

1.一种非接触式线路扫描仪，其特征在于：该扫描仪由扫描传感模块、位移滚动模块、位移测距模块、信息处理模块、水平检测模块、信息交互模块组成，扫描传感模块用于检测线路信号；位移滚动模块用于装置移动、水平位移测量；位移测距模块用于测量垂直方向距离；信息处理模块用于多模块信息融合；水平检测模块用于保持装置水平移动；信息交互模块用于信息报警、提示；

位移测距模块由激光测距传感器组成，安装在扫描仪最前端，保证垂直方向不会漏检线路；

扫描传感模块包括阵列式磁强计或者LC谐振电路单元，用于线路信息的探测，还原线路位置图像；

位移滚动模块由滑动轮和编码器组成，用于水平位移测量和扫描仪移动；

水平检测模块由加速度计组成，用于提示用户保持线路扫描仪水平移动；

工作方式如下：

(1)、激光测距模块位于扫描仪最上端，为准确得到扫描仪垂直方向的距离，激光测距传感器需要水平安装，利用激光在待测距离上往返产生的相位移推算出光束度越时间Δt，从而根据公式1.1，c为光速，得到待测物体距离障碍物的距离s，所以，在线路扫描仪上端安装激光测距传感器，用来确定垂直方向上扫描仪的位置，保证下移距离不超过扫描面的长度，

s＝c×Δt (1.1)

(2)、将两个滑动轮安装在扫描仪上下两端，利用手持结构，滚动滑动轮，加速度传感器水平安装在扫描仪表面，加速度计X、Y两轴的输出显示当前扫描仪是否水平，通过调节扫描仪的水平姿态，使得加速度计X、Y输出为零，从而保证滑轮水平移动；

(3)、将两个编码器分别通过两个传动轮转接到两个滑动轮一侧，编码器通过脉冲计数的方式计算出滑动轮走过的距离，设编码器单位时间即1s，测取的脉冲数为count，通过CPU的定时器定时来获取，编码器齿轮直径L₁，和编码器传动轮直径为L₂，和传动轮为同心圆关系的滑动轮直径为L₃，编码器转一圈发出的脉冲数为512，单位时间编码器的位移：

S₁＝(count/512)×π×L₁ (1.2)

因为传动轮与编码器为传动关系所以传动轮的位移S₂＝S₁，由此可得传动轮转的圈数Q₁＝S₂/(π×L₂)；由于传动轮与滑动轮为同心圆关系所以轮胎转的圈数Q₂＝Q₁；由此可得滑动轮单位时间的位移S₃＝Q₂×π×L₃，所以T时间内载体的位移为：

S₄＝S₃×T＝((count/512)×π×L₁)/(π×L₂)×π×L₃×T (1.3)

(4)线路扫描传感模块由阵列式的磁强计或者LC谐振模块组成，位于扫描仪背面，当扫描仪输出值出现跳变时，则此处便是线路的位置，编码器计算出此刻的位置，并通过信息交互模块提示，然后继续水平滑动，其中信息交互模块包括显示屏、语音提示模块，安装在扫描仪正表面，便于用户实时查看；

(5)当滑动到末端时，通过扫描仪记录的整个滑动过程的探测值，绘制出探测值曲线，由此还原线路位置图像，然后，垂直下移扫描仪，并利用激光测距传感器保证下移距离不超过扫描面的长度；

(6)重复(1)-(5)过程，继续水平滑动扫描仪，进行线路探测。