一种激光精准测距的闸门故障排查方法技术

本发明专利技术通过提供一种激光精准测距的闸门故障排查方法，计时器对激光发射装置和激光接收装置进行时间校准，并通过二次调制的方法进行解调，在保证相位不变的情况下实现对光信号的放大，并通过多角度融合法测量闸门启闭距离，替代目前普遍采用的单一相位法测距方案，实现了确保相位法激光测距的精准性，同时具备高测频特性和高精度特性，提高了故障排查的准确率。确率。确率。

【技术实现步骤摘要】
一种激光精准测距的闸门故障排查方法
[0001]本专利技术为“基于相位法激光测距的闸门故障排查装置”，申请号为“2022100290954”的专利技术专利的分案申请。


[0002]本专利技术涉及闸门故障检测领域，尤其涉及基于相位法激光测距的闸门故障排查装置。

技术介绍

[0003]科学管理水资源越来越显示出其重要性和必要性，要做到水资源的优化调度，最终必须通过控制闸门来实现。大部分河道闸门在使用较长时间后，存在闸门放下后，闸门的底部未能与地面接触，导致闸门并不能有效的将河道关闭，可能导致闸门损坏，因此需要及时排查闸门故障。
[0004]我国专利申请号：CN202110780495，公开日：2021.10.22，公开了一种基于激光测距的可调光交通技术监控成像补光装置，其特征在于，包括主逻辑处理单元、照度检测单元、监控信号输入单元、激光测距单元、车型判断逻辑单元、LED驱动单元及网络通讯单元；本专利技术的有益效果是：通过激光测距单元和车型判断逻辑单元快速计算并识别车型，补光装置根据车型自动调整补光参数，在提高补光装置的光利用率降低光污染的前提下，同时满足了监控设备的抓拍效果。
[0005]但本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：传统的基于相位法的激光测距技术由于测距值周期不确定性，需用多个不同相位做测量和对比，使得计算复杂度增加，产生了测量频率和精度不可兼得的矛盾，而在闸门启闭过程中由于水位、水流等因素的影响，冗余因素影响大，使得计算精度不高。

技术实现思路

[0006]本申请实施例通过提供基于相位法激光测距的闸门故障排查装置，解决了现有技术中基于相位法的激光测距技术由于测距值周期不确定性，需用多个不同相位做测量和对比，使得计算复杂度增加，产生了测量频率和精度不可兼得的矛盾，而在闸门启闭过程中由于水位、水流等因素的影响，冗余因素影响大，使得计算精度不高。实现了确保相位法激光测距的精准性，同时具备高测频特性和高精度特性，提高了故障排查的准确率。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]基于相位法激光测距的闸门故障排查装置，包括以下部分：
[0009]闸门设备和云计算中心；
[0010]所述闸门设备包括闸门启闭机、闸板和激光测距传感器；
[0011]所述激光测距传感器包括激光发射装置、激光接收装置、计时器和信号传输装置，所述计时器对所述激光发射装置和所述激光接收装置进行时间校准，并发送激光测距开始
时间给所述激光发射装置和所述激光接收装置；
[0012]所述云计算中心包括增频测相单元、距离测量单元、数据处理单元、智能融合单元、故障排查单元和报警单元；所述距离测量单元根据调制光的波长计算实时的距离信息，并将距离信息发送给所述数据处理单元和所述智能融合单元；所述智能融合单元对剩余的距离信息进行智能融合，将融合后的实时测距信息发送给所述故障排查单元；所述故障排查单元根据闸门启闭过程中距离信息的实时变动情况判断闸门启闭是否发生故障，并确定故障类型。
[0013]一种激光精准测距的闸门故障排查方法，包括以下步骤：
[0014]S1.激光测距传感器通过相位法对闸板启闭距离进行激光测距，得到闸门启闭实时测量距离；
[0015]S2.通过多角度融合法测量闸门启闭距离，得到智能融合后的闸门启闭距离信息，根据闸门启闭距离信息对闸门故障进行排查。
[0016]优选的，所述步骤S1具体包括：
[0017]所述计时器在向所述激光发射装置和所述激光接收装置发送闸板启闭指令前，需要先向所述激光发射装置和所述激光接收装置发送心跳包维持连接，所述激光发射装置和所述激光接收装置接收到心跳包后，返回一个包含时间戳的响应，所述计时器根据响应中的时间戳对自身时间进行校准，以保证所述激光发射装置、所述激光接收装置与所述计时器的时间一致性。
[0018]优选的，所述步骤S2具体包括：
[0019]所述距离测量单元根据调制光的波长计算出距离信息L'后，再根据角度信息得到不同测量点距离信息对应的闸门启闭测量距离H。
[0020]优选的，所述步骤S2具体包括：
[0021]由不同测量点得到所述激光测距传感器至所述闸板的垂直距离信息H，所述数据处理单元对距离信息进行预处理，删除各距离信息中的孤点；所述智能融合单元对剩余的距离信息进行智能融合。
[0022]优选的，所述步骤S2具体包括：
[0023]对于闸门启闭故障有以下几种情况：
[0024](1)根据实际情况确定闸门启闭过程的能源动力，若闸门启闭为电动升降装置，则需要确定电源问题，若电流、电压稳定，则电动升降装置故障，否则报警单元发出过流或电压不稳警示；若闸门启闭为液压升降装置，则需要确定液压缸的压力，若液压升降装置处于正常压力范围内，则电动升降装置故障，否则报警单元发出液压异常警示；
[0025](2)在闸门启闭过程中设立多个目标位置，若所述闸板在规定时间内均未到达目标位置，则所述报警单元发出所述闸板异常警示；自上而下设立目标位置A，所述闸板在下降过程中，在规定时间内未到达位置A，或在规定时间内超过位置A的距离大于预设的阈值范围，则所述闸板可能发生倾斜或卡住，需要进一步确定故障原因。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]1、计时器对激光发射装置和激光接收装置进行时间校准，并通过二次调制的方法进行解调，在保证相位不变的情况下实现对光信号的放大，增大了信噪比，保证了相位法激光测距的精准性。
[0028]2、通过多角度融合法测量闸门启闭距离，替代目前普遍采用的单一相位法测距方案，解决了测量频率和精度不可兼得的矛盾，使智能融合算法同时具备高测频特性和高精度特性，基于高精度距离信息进行闸门启闭故障排查，提高了故障排查的准确率。
[0029]3、本申请的技术方案能够有效解决传统的基于相位法的激光测距技术由于测距值周期不确定性，需用多个不同相位做测量和对比，使得计算复杂度增加，产生了测量频率和精度不可兼得的矛盾，而在闸门启闭过程中由于水位、水流等因素的影响，冗余因素影响大，使得计算精度不高。并且，上述系统或方法经过了一系列的效果调研，通过验证，最终能够确保相位法激光测距的精准性，同时具备高测频特性和高精度特性，提高了故障排查的准确率。
附图说明
[0030]图1为本申请所述的基于相位法激光测距的闸门故障排查装置结构图；
[0031]图2为本申请所述的激光精准测距的闸门故障排查方法流程图；
[0032]图3为本申请所述的闸门设备示意图。
具体实施方式
[0033]本申请实施例通过提供基于相位法激光测距的闸门故障排查装置，解决了现有技术中基于相位法的激光测距技术由于测距值周期不确定性，需用多个不同相位做测量和对比，使得计算复杂度增加，产生了测量频率和精度不可兼得的矛盾，而在闸门启闭过程中由于水位、水流等因素的影响，冗余因素影响大，使得计算精度不高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光精准测距的闸门故障排查方法，其特征在于，所述方法基于以下设备：闸门设备和云计算中心；所述闸门设备包括闸门启闭机、闸板和激光测距传感器；所述闸门启闭机用于控制闸门升降；所述激光测距传感器包括激光发射装置、激光接收装置、计时器和信号传输装置，所述激光测距传感器安装在所述闸门启闭机底部；所述激光发射装置用于向所述闸板上的测量点发射激光束；所述激光接收装置接收所述闸板反射回来的激光束，对接收到的光信号通过二次调制的方法进行解调，产生差频信号，转换为相应的检测信号，将检测信号发送给所述信号传输装置；所述计时器对所述激光发射装置和所述激光接收装置进行时间校准，并发送激光测距开始时间给所述激光发射装置和所述激光接收装置；所述信号传输装置用于所述激光测距传感器与所述闸门启闭机和所述云计算中心之间的信息传输，所述信号传输装置接收所述云计算中心的闸板启闭指令传输给所述计时器和所述闸门启闭机，并将检测信号传输给所述云计算中心；所述云计算中心包括增频测相单元、距离测量单元、数据处理单元、智能融合单元、故障排查单元和报警单元；所述距离测量单元根据调制光的波长计算实时的距离信息，并将距离信息发送给所述数据处理单元和所述智能融合单元；所述智能融合单元对剩余的距离信息进行智能融合，将融合后的实时测距信息发送给所述故障排查单元；所述故障排查单元根据闸门启闭过程中距离信息的实时变动情况判断闸门启闭是否发生故障，并确定故障类型；所述方法包括以下步骤：S1.激光测距传感器通过相位法对闸板启闭距离进行激光测距，得到闸门启闭实时测量距离；S2.通过多角度融合法测量闸门启闭距离，得到智能融合后的闸门启闭距离信息，根据闸门启闭距离信息对闸门故障进行排查；激光测距传感器的激光发射装置向闸板不同测量点同时发送激光束，激光接收装置接收各个测量点反射的激光束，由不同测量点得到激光测距传感器至闸板的垂直距离信息H；智能融合单元对剩余的距离信息进行智能融合，融合公式为：其中，为融合后的闸门启闭测量距离，N
ε
为各测量点垂直距离之差小于阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建明，
申请(专利权)人：北京恒润安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：