[發明專利]一種基于北斗定向的電力線舞動監測系統和方法

在審

• 申請號: 202210055598.9
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114383613A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 劉義;李旭
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/53
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 許慶勝

1.一種基于北斗定向的電力線舞動監測系統，其特征在于，包括處理器以及與所述處理器連接的北斗檢測模塊、加速度檢測模塊和角速度檢測模塊，所述北斗檢測模塊、所述加速度檢測模塊和所述角速度檢測模塊均設置在電力線上；

所述北斗檢測模塊，用于檢測電力線的第一傾角；

所述加速度檢測模塊，用于檢測電力線x、y、z三個方向的第一加速度；

所述角速度檢測模塊，用于檢測電力線x、y、z三個方向的角速度；

所述處理器，用于對所述第一傾角、所述角速度和所述第一加速度進行處理，得到校正后x、y、z三個方向的第二加速度；以及對x、y、z三個方向的所述第二加速度處理，得到電力線的舞動幅值。

2.根據權利要求1所述基于北斗定向的電力線舞動監測系統，其特征在于，包括與所述處理器連接的通訊模塊，所述通訊模塊用于與服務器通信連接。

3.根據權利要求1所述的基于北斗定向的電力線舞動監測系統，其特征在于，包括與所述處理器連接的供電模塊，所述供電模塊用于至少給所述處理器、所述北斗檢測模塊、所述加速度檢測模塊和所述角速度檢測模塊供電。

4.根據權利要求1所述的基于北斗定向的電力線舞動監測系統，其特征在于，所述處理器包括傾角處理子模塊、校正子模塊和幅值計算子模塊；

所述傾角處理子模塊，用于對所述第一傾角和所述角速度采用姿態四元數公式計算，得到對應該角速度的傾角估計量；

所述校正子模塊，用于對所述第一加速度和與所述第一加速度對應的所述傾角估計量采用校正公式計算，得到與所述第一加速度對應的第二加速度；

所述幅值計算子模塊，用于通過x、y、z三個方向的所述第二加速度得到對應方向的位移值，將x、y、z三個方向的位移值各自平方的和再開方處理，得到電力線的舞動幅值；

其中，所述姿態四元數公式為：

式中，q₀和為第一傾角，t為時間，w_t為t時刻的x、y或z方向的角速度，和分別為t-1、t時刻的姿態四元數的傾角估計量，為t時刻的姿態四元數的傾角微分量，α和β均為權值系數，且α+β＝1，Δt為采集傾角數據的時間間隔，t％1為時間t除以100％取余值；

所述校正公式為：a_m＝R(g+a_true)+n，其中，a_m為x、y或z方向的第一加速度，R為旋轉矩陣，C為姿態四元數的傾角估計量與效旋轉矢量的轉換矩陣，n為北斗檢測模塊測量的噪聲數值，a_true為與第一加速度對應的第二加速度，g為重力加速度。

5.根據權利要求4所述的基于北斗定向的電力線舞動監測系統，其特征在于，所述幅值計算子模塊用于對x、y、z三個方向的所述第二加速度采用二次積分處理得到對應方向的位移值。

6.根據權利要求1所述的基于北斗定向的電力線舞動監測系統，其特征在于，所述處理器包括判斷子模塊，所述判斷子模塊用于對所述舞動幅值是否超過設定閾值進行判斷，若超過，則該電力線發生舞動且所述處理器發出告警信息。

7.根據權利要求1所述的基于北斗定向的電力線舞動監測系統，其特征在于，所述北斗檢測模塊采用1Hz的頻率輸出檢測電力線的第一傾角。