[發(fā)明專利]一種高壩大庫(kù)水電站泄洪閘門動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110753077.6
• 申請(qǐng)日: 2021-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN113310407A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊勝利;李超;安廣海;林春樹;廖森;王兆明;邢智;陳欽錳;鄭永在;劉宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川華能寶興河水電有限責(zé)任公司;深圳中質(zhì)安股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 深圳市圳博友邦專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44600
• 代理人: 陳烈軍

1.一種高壩大庫(kù)水電站泄洪閘門動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、閾值設(shè)置，設(shè)置泄洪閘門三維位置坐標(biāo)的偏差閾值；

S2、安裝三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備，在泄洪閘門上安裝三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備，通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備獲取閘門待測(cè)處的閘門監(jiān)測(cè)圖像，并建立xyz三維坐標(biāo)系，以三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備在地表的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立xyz三維坐標(biāo)系；

S3、實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備對(duì)泄洪閘門三維位置坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)傳輸至三維模擬器；

S4、三維模擬，通過(guò)三維模擬器并基于三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備監(jiān)測(cè)的xyz三維坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，對(duì)泄洪閘門的實(shí)時(shí)三維位置坐標(biāo)偏差進(jìn)行模擬；

S5、泄洪閘門三維位置坐標(biāo)偏差報(bào)警，根據(jù)上述三維模擬器對(duì)泄洪閘門未來(lái)的三維位置坐標(biāo)偏差模擬演算的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖標(biāo)制作，形成線形圖表，并根據(jù)線形圖表的泄洪閘門三維位置坐標(biāo)實(shí)時(shí)偏差數(shù)據(jù)與偏差閾值作比較，超過(guò)偏差閾值進(jìn)行報(bào)警；

S6、泄洪閘門三維位置坐標(biāo)未來(lái)偏差預(yù)警，將線形圖表的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算計(jì)算單元，計(jì)算單元通過(guò)線形圖表的數(shù)據(jù)以及線形圖表的趨勢(shì)對(duì)泄洪閘門三維位置坐標(biāo)未來(lái)的偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行演算，并將演算結(jié)果傳輸至三維模擬器進(jìn)行模擬驗(yàn)證，計(jì)算出未來(lái)某一時(shí)段泄洪閘門三維位置坐標(biāo)的偏差超過(guò)設(shè)定的偏差閾值，進(jìn)行提前預(yù)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壩大庫(kù)水電站泄洪閘門動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟S2所述的三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備具體設(shè)置為激光三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，所述激光三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的具體測(cè)量步驟為：

1)輸入泄洪閘門的待測(cè)點(diǎn)位置坐標(biāo)；

2)在泄洪閘門數(shù)模上生成特征線，根據(jù)測(cè)量規(guī)范，由特征線生成測(cè)量點(diǎn)，最后對(duì)生成的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取；

3)對(duì)所提取的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行路徑規(guī)劃，同時(shí)對(duì)路徑進(jìn)行優(yōu)化，使測(cè)量所耗時(shí)間最短；

4)建立激光跟蹤與xyz三維坐標(biāo)系的關(guān)系；

5)控制激光三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)行，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壩大庫(kù)水電站泄洪閘門動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟S3中所述的三維模擬器包括視線方向確定模塊，用于根據(jù)三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備當(dāng)前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定泄洪閘門監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，從而確保三維模擬器模擬出的泄洪閘門與三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控的泄洪閘門監(jiān)測(cè)點(diǎn)相同；圖形平面調(diào)整模塊，用于將泄洪閘門2D圖形所在平面調(diào)整到與三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備激光檢測(cè)頭的方向垂直，進(jìn)行2D圖形建立，所述三維模擬器具有SIF管理功能。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壩大庫(kù)水電站泄洪閘門動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟S6中的計(jì)算單元運(yùn)用統(tǒng)計(jì)比較方法對(duì)比泄洪閘門統(tǒng)計(jì)指標(biāo)不同時(shí)間上統(tǒng)計(jì)數(shù)值的比較，比較標(biāo)準(zhǔn)相減而進(jìn)行的，相減的結(jié)果表明兩者相差的絕對(duì)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壩大庫(kù)水電站泄洪閘門動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備通過(guò)無(wú)線通訊模塊與三維模擬器進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，所述無(wú)線通訊模塊包括WIFI天線、LTE天線、射頻開關(guān)、頻分器以及處理器，WIFI天線、LTE天線均與射頻開關(guān)連接，頻分器用于將LTE天線接收的信號(hào)中的WIFI信號(hào)以及LTE信號(hào)分開，并將分開后的WIFI信號(hào)以及LTE信號(hào)分別通過(guò)第一輸出端口以及第二輸出端口輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壩大庫(kù)水電站泄洪閘門動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備還包括三維可視成像相機(jī)，三維坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)單元、多個(gè)激光傳感器和微處理器，所述三維可視成像相機(jī)基于FPGA或DSP或ARM的嵌入式圖像處理系統(tǒng)，自帶線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量算法，三維可視成像相機(jī)拍攝線結(jié)構(gòu)光投射在軌道表面的光條，直接計(jì)算光條中心亞像素坐標(biāo)，并根據(jù)系統(tǒng)標(biāo)定參數(shù)，計(jì)算和輸出當(dāng)前光條上軌道表面三維數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高壩大庫(kù)水電站泄洪閘門動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述三維可視成像相機(jī)采用折疊光路方式縮短三維成像裝置長(zhǎng)度，具體結(jié)構(gòu)是：在三維可視成像相機(jī)攝像機(jī)成像光路上設(shè)置一塊反射鏡，在反射鏡的反射光路上安裝三維可視成像相機(jī)，三維可視成像相機(jī)通過(guò)反射鏡對(duì)線結(jié)構(gòu)光照射區(qū)域進(jìn)行成像。