[發(fā)明專利]一種基于聲源定位的電纜防外力破壞裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710600273.3
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107464388A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海;王媚;錢天宇;王驍?shù)?/a>;許萍萍;原佳亮;宋喆;張圣甫;招顥文;黃煒;徐治;周宏;陳越超;朱雋辰;何荷
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號: G08B13/16
• 分類號: G08B13/16;G08B13/196
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 應(yīng)小波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力埋地電纜安全監(jiān)測技術(shù)，尤其是涉及一種基于聲源定位的電纜防外力破壞裝置。

背景技術(shù)

埋地電纜防誤開挖一般采用埋地警示帶或者振動光纜探測，埋地警示帶屬于事后預(yù)警不具備在線監(jiān)測功能；利用振動光纜監(jiān)測存在光纖預(yù)埋容易工程量大，光纖易被破壞，干擾信號較大，不能準(zhǔn)確識別開挖器械類別；聲源振動識別定位技術(shù)可以及時識別開挖機械類別，定位，上傳報警信息，并且聯(lián)動云臺攝像頭確定報警信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種安全性好、可靠性高的基于聲源定位的電纜防外力破壞裝置。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于聲源定位的電纜防外力破壞裝置，其特征在于，包括供電單元以及分別與供電單元連接的聲源傳感器單元、攝像頭單元、信號處理單元、無線通訊單元，所述的信號處理單元分別與聲源傳感器單元、攝像頭單元和無線通訊單元連接；

所述的攝像頭單元與聲源傳感器單元相關(guān)聯(lián)，當(dāng)聲源傳感器單元識別到目標(biāo)信號后，所述的信號處理單元發(fā)送觸發(fā)信號到攝像頭單元，從而觸發(fā)攝像頭單元，調(diào)出監(jiān)控視頻以確定目標(biāo)是否真的存在。

所述的聲源傳感器單元包括聲源識別器和聲源定位器；

所述的聲源識別器將采集的音頻信號發(fā)送給信號處理單元，所述的信號處理單元對采集到的音頻信號提取特征后與聲特征指紋庫進行匹配，從而得出聲源類別；

所述的聲源定位器，用于進行聲源位置的確定。

所述的聲源識別器通過USB接口與信號處理單元連接。

所述的聲源識別器采用8通道的聲陣列進行數(shù)據(jù)采集。

所述的聲源定位器通過UDP協(xié)議與信號處理單元連接。

所述的聲源定位器采用兩個4通道的聲陣列進行交叉定位，根據(jù)兩個聲陣列測出的方位角實現(xiàn)交叉定位，從而找出聲源位置。

所述的聲源定位器針對脈沖信號與非脈沖信號，采用不同的定位算法實現(xiàn)對方位角的估計。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將基于聲源定位功能的電纜防外力破壞設(shè)備，每隔300米—500米之間安裝一套，一旦出現(xiàn)可能危電纜安全的行為如機械開挖，及時作出報警，減少輸變電事故的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，一種基于聲源定位的電纜防外力破壞裝置，包括供電單元4以及分別與供電單元連接的聲源傳感器單元2、攝像頭單元3、信號處理單元1、無線通訊單元5，所述的信號處理單元1分別與聲源傳感器單元2、攝像頭單元3和無線通訊單元5連接；

所述的攝像頭單元3與聲源傳感器單元2相關(guān)聯(lián)，當(dāng)聲源傳感器單元2識別到目標(biāo)信號后，所述的信號處理單元1發(fā)送觸發(fā)信號到攝像頭單元3，從而觸發(fā)攝像頭單元3，調(diào)出監(jiān)控視頻以確定目標(biāo)是否真的存在。

通過對施工設(shè)備在作業(yè)時發(fā)出的聲音較大，而且不同的設(shè)備所發(fā)出的聲音有著各自的特征。因此以機械設(shè)備作業(yè)的聲音作為特征進行識別。目前對工程器械聲音識別的方法主要來自語音識別，目前比較成熟且效果較好的主要有線性預(yù)測倒譜系數(shù)(LPCC)、梅爾頻率倒譜系數(shù)(MFCC)。

針對打樁機、挖掘機，切割機，沖擊錘，手持電鎬等機械設(shè)備，從聲音信號時頻域、音頻特征(LPCC、MFCC)等方面對信號進行了分析。聲音信號采用聲陣列進行獲取，對聲音的處理包括聲源識別與聲源定位兩個方面，聲音識別采用一個8通道的聲陣列進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集聲陣列采用USB向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，對采集到的音頻信號提取特征然后與聲特征指紋庫進行匹配，從而得出聲源類別；聲源定位用兩個4通道的聲陣列的交叉定位實現(xiàn)，定位陣列與上位機之間的數(shù)據(jù)傳輸使用UDP協(xié)議實現(xiàn)，針對脈沖信號與非脈沖信號，采用不同的定位算法實現(xiàn)對方位角的估計，根據(jù)兩個聲陣列測出的方位角的值實現(xiàn)交叉定位，從而找出聲源位置。

視頻監(jiān)控部分與聲音識別相關(guān)聯(lián)，當(dāng)識別到目標(biāo)信號后，上位機發(fā)送觸發(fā)信號到攝像頭，從而觸發(fā)攝像頭，調(diào)出監(jiān)控視頻以確定目標(biāo)是否真的存在。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。