[发明专利]基于视觉的激光除冰装置

说明书

本发明公开了一种基于视觉的激光除冰装置，包括转台、激光部件、底座、电源系统、输入输出装置、控制系统和视觉传感器模块，视觉传感器模块包括可见光摄像机，转台包括方位部件、俯仰部件，方位部件安装在所述底座上方，俯仰部件安装在方位部件上方，激光部件和视觉传感器模块安装俯仰部件上；控制系统与转台、视觉传感器模块、激光部件连接，驱动转台，进而带动视觉传感器模块、激光部件完成覆冰跟踪与清除。本发明具有可带电作业、自动化水平高的特点，在目标晃动时也能准确跟踪，使激光能够瞄准冰块。

技术领域

本发明涉及电力系统高压输电线除冰领域，具体涉及一种基于视觉的激光除冰装置。

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视觉的激光除冰装置，降低了操作人员的工作安全风险，提高了除冰的工作效率和自动化水平。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于视觉的激光除冰装置，包括转台、激光部件、底座、电源系统、输入输出装置、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，所述可见光摄像机与工控机连接，用于根据工控机的指令调整视觉传感器参数，捕获线缆与覆冰图像，并将捕获的图像传输给工控机；

所述输入输出装置与控制系统连接，用于输入操作信息，展示控制系统界面；

所述电源系统用于为控制系统、视觉传感器模块、方位部件、俯仰部件和激光部件供电。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明装置可以远程、“地对空”进行作业，除冰过程无需接触，过程安全；2)本发明装置可带电作业，减少断电带来的经济损失；3)本发明装置自动化水平高，采用图像识别可以实现激光自动跟踪覆冰覆雪，系统可按照设定模式执行除冰操作，采用通信模块可以实现远程控制或者任务信息的传达；4)本发明可见光摄像机与其他形式的摄像机相比，结构简单，价格便宜，寿命长，在白天或光线较强的环境中采集图像更清晰，有利于促进与完善除冰工作的执行。

附图说明

图1是本发明基于视觉的激光除冰装置的总装结构示意图。

图2是本发明基于视觉的激光除冰装置的应用示意图。

图3是本发明基于视觉的激光除冰装置的俯仰部件和方位部件结构示意图。

图4是本发明基于视觉的激光除冰装置的方位部件剖面图和俯视图。