一种基于激光的闸门错位监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光的闸门错位监测系统，涉及用于监测的数据处理系统领域，所述闸门表面安装反射镜片，所述系统包括水体数据采集模块、激光发射模块、激光接收模块、数据分析模块、视频拍摄模块、位置纠正模块、位置控制模块、错位识别模块、错位控制模块和错位报警模块，激光发射模块发射纵向的至少一束激光束，与激光束对应数量和位置的激光接收模块在导轨上横向移动，激光束经过反射镜片的反射，采集各个激光接收模块的接收点至激光发射点的距离，取激光发射模块至闸门旋转轴的距离，旋转轴至发射激光束的垂直距离，求得各个激光束对应的水平面闸门的错位角度，能够对错位角度进行准确计算，提高了检测的准确率。提高了检测的准确率。提高了检测的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光的闸门错位监测系统


[0001]本专利技术涉及用于监测的数据处理系统领域，特别涉及一种基于激光的闸门错位监测系统。

技术介绍

[0002]人字闸门是船闸运行的重要设备，船闸运行时人字闸门起到挡水作用，对船舶人字闸门运行状态的监管是船闸运行管理人员的重要工作之一。目前单靠图像监控系统目视的方式存在明显的弊端，主要是在低能见度、船间遮挡、船舶大型化等客观条件下，对人字闸门运行时的卡阻、形变量以及门体裂缝等无法进行有效的、量化的监测，不能及时的发现如人字闸门运行卡阻、门体裂缝等情况，可能造成人字闸门启闭机故障甚至门体损坏失效导致碍航事故，人字闸门发生错位可能会导致闸门关闭不严，导致水体通过缝隙对下游造成威胁，现有的闸门错位监测系统只能对闸门进行监测，无法对水体的威胁进行采集监测，这样就导致了监测数据采集不合理，同时在数据采集过程中，闸门表面通常附着大量的污泥和贝壳，激光进行测量时易导致激光没有到达监测位置就发生反射，导致测量产生误差；例如公开号为CN113624273A的中国专利公开了船闸人字闸门在线监测系统及方法，该系统包括信号检测装置、数据处理装置、数据呈现装置、远程监管装置。信号检测装置包括应力传感器、倾角传感器、裂缝传感器，所述应力传感器、倾角传感器、裂缝传感器均通过每一层门格上的接续盒连接至人字闸门顶部的总接续盒，人字闸门顶部的总接续盒连接数据处理装置。远程监管装置包括数据监测站、PC处理器；数据监测站能接收数据处理装置、数据呈现装置传输的数据，并传输给PC处理器。本专利技术一种船闸人字闸门在线监测系统及方法，能够对船闸人字闸门门体结构应变、裂缝、塌拱度随时间的变化情况进行在线监测，为判断船闸人字闸门总体运行状态和受力状况的精细化管理提供数据支撑，保障船闸运行安全；例如公告号为CN115526515B的中国专利公开了一种水利水电用闸门的安全监测系统，包括：数据采集模块，设置在闸门上，用于采集闸门的运行数据；第一确定模块，用于将所述运行数据输入预先构建的回归模型中，确定闸门的状态信息；匹配模块，用于将所述状态信息与预设数据库中的预设状态信息进行匹配，根据匹配结果确定闸门的运行状态是否异常；报警模块，用于在匹配模块确定闸门的运行状态异常时，进行异常检测，确定异常器件并发出报警提示。基于闸门的运行数据及回归模型，预测闸门的状态信息，便于提前确定闸门的状态信息，进而判断闸门的运行状态是否异常。便于减小损失，提高维修及时性，同时可以快速定位闸门系统中的异常器件，便于快速识别故障并采取相应的措施；以上专利均存在本
技术介绍
提出的技术问题；本专利技术是为了解决这一问题，提出一种基于激光的闸门错位监测系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于激光的闸门错位监测系统，用以解决上述背景技
术中存在的技术问题：现有的闸门错位监测系统只能对闸门进行监测，无法对水体的威胁进行采集监测，这样就导致了监测数据采集不合理，同时在数据采集过程中，闸门表面通常附着大量的污泥和贝壳，激光进行测量时易导致激光没有到达监测位置就发生反射，导致测量产生误差。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于激光的闸门错位监测系统，用于对闸门错位进行监测，所述闸门表面安装反射镜片，所述系统包括水体数据采集模块、激光发射模块、激光接收模块、数据分析模块、视频拍摄模块、位置纠正模块、位置控制模块、错位识别模块、错位控制模块和错位报警模块；所述水体数据采集模块用于采集闸门位置水体的流速、流量、水体污染物浓度和水体深度数据信息，所述激光发射模块用于向指定方向发射指定功率的激光束，所述激光接收模块用于接收经过反射镜片反射的激光光速，所述视频拍摄模块用于对反射镜片表面图像进行拍摄，所述数据分析模块用于对错位角度量、激光发射模块和激光接收模块的位移量进行分析，所述位置纠正模块用于根据激光发射模块和激光接收模块的位移量分析结果对激光发射模块和激光接收模块的位置进行纠正，所述位置控制模块用于对激光发射模块和激光接收模块的位置进行控制，所述错位识别模块用于对错位角度进行提取，并将提取的错位角度发送至控制中心，同时用于将计算的错位角度和水体数据采集模块的采集数据导入错位识别策略中计算错位警报值，所述错位控制模块用于根据控制中心的控制指令进行闸门的错位控制，所述错位报警模块用于发出对应的报警信号。
[0005]本专利技术的进一步改进在于，所述水体数据采集模块包括水体流速采集单元、水体流量采集单元、水体污染物浓度采集单元和水体深度采集单元，所述水体流速采集单元用于采集水体流速，所述水体流量采集单元用于采集水体流量数据，所述水体污染物浓度采集单元用于采集水体污染物浓度，所述水体深度采集单元用于采集水体深度数据，所述水体数据采集模块中包括水体威胁值计算策略。
[0006]本专利技术的进一步改进在于，所述水体威胁值计算策略包括以下具体步骤：S11、对水体流速采集单元、水体流量采集单元、水体污染物浓度采集单元和水体深度采集单元采集的数据进行提取，并对该位置的水体流速安全范围值、水体流量安全范围值、水体污染物浓度安全范围值和水体深度安全范围值进行提取；S12、将采集的水体流速、水体流量数据、水体污染物浓度、水体深度数据和该位置的水体流速安全范围值、水体流量安全范围值、水体污染物浓度安全范围值、水体深度安全范围值代入水体威胁值计算公式中计算水体威胁值，所述水体威胁值计算公式为：
，其中为水体威胁值，为中最接近的值，为中最接近的值，为中最接近的值，为中最接近的值，其中为水体流速占比系数，为水体流量占比系数，为水体污染物浓度占比系数，为水体深度占比系数，。
[0007]本专利技术的进一步改进在于，所述数据分析模块包括位置纠正分析单元、错位分析单元和数据核对单元，所述位置纠正分析单元用于对激光发射模块和激光接收模块的位移量进行分析，所述错位分析单元用于对闸门的错位角度值进行计算分析，所述数据核对单元用于对水体数据采集模块的采集数据进行核对。
[0008]本专利技术的进一步改进在于，所述错位分析单元中包括错位分析策略，所述错位分析策略包括以下具体步骤：S13、将激光发射模块和激光接收模块设置在同一高度上，激光接收模块能够在导轨上横向移动，导轨能够在垂直方向上移动，导轨、激光发射模块和激光接收模块形成的平面与闸门口平行，激光发射模块发射纵向的至少一束激光束，与激光束对应数量和位置的激光接收模块在导轨上横向移动，激光束经过反射镜片的反射，采集各个激光接收模块的接收点至激光发射点的距离，分别记为，其中n为发射激光束的数量，取激光发射模块至闸门旋转轴的距离为y，旋转轴至发射激光束的垂直距离为k，求得各个激光束对应的水平面闸门的错位角度，其中x为中任一项；S14、将求得的各个位置的错位角度进行求平均得到最终错位角，将最终错位角与事先设定的错位角阈值进行比较，若最终错位角大于事先设定的错位角阈值，则视频拍摄模块对反射镜片进行拍摄，人工对其表面的污浊进行识别，观察在激光发射位置高度上是否有污泥污染镜片，若有则位置纠正模块和位置控制模块调节导轨、激光发射模块和激光接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光的闸门错位监测系统，用于对闸门错位进行监测，所述闸门表面安装反射镜片，其特征在于：所述系统包括水体数据采集模块、激光发射模块、激光接收模块、数据分析模块、视频拍摄模块、位置纠正模块、位置控制模块、错位识别模块、错位控制模块和错位报警模块；所述水体数据采集模块用于采集闸门位置水体的流速、流量、水体污染物浓度和水体深度数据信息，所述激光发射模块用于向指定方向发射指定功率的激光束，所述激光接收模块用于接收经过反射镜片反射的激光光速，所述视频拍摄模块用于对反射镜片表面图像进行拍摄，所述数据分析模块用于对错位角度量、激光发射模块和激光接收模块的位移量进行分析，所述位置纠正模块用于根据激光发射模块和激光接收模块的位移量分析结果对激光发射模块和激光接收模块的位置进行纠正，所述位置控制模块用于对激光发射模块和激光接收模块的位置进行控制，所述错位识别模块用于对错位角度进行提取，并将提取的错位角度发送至控制中心，同时用于将计算的错位角度和水体数据采集模块的采集数据导入错位识别策略中计算错位警报值，所述错位控制模块用于根据控制中心的控制指令进行闸门的错位控制，所述错位报警模块用于发出对应的报警信号。2.根据权利要求1所述的一种基于激光的闸门错位监测系统，其特征在于：所述水体数据采集模块包括水体流速采集单元、水体流量采集单元、水体污染物浓度采集单元和水体深度采集单元，所述水体流速采集单元用于采集水体流速 ，所述水体流量采集单元用于采集水体流量数据，所述水体污染物浓度采集单元用于采集水体污染物浓度，所述水体深度采集单元用于采集水体深度数据，所述水体数据采集模块中包括水体威胁值计算策略。3.根据权利要求2所述的一种基于激光的闸门错位监测系统，其特征在于：所述水体威胁值计算策略包括以下具体步骤：S11、对水体流速采集单元、水体流量采集单元、水体污染物浓度采集单元和水体深度采集单元采集的数据进行提取，并对该位置的水体流速安全范围值、水体流量安全范围值、水体污染物浓度安全范围值和水体深度安全范围值进行提取；S12、将采集的水体流速、水体流量数据、水体污染物浓度、水体深度数据和该位置的水体流速安全范围值、水体流量安全范围值、水体污染物浓度安全范围值、水体深度安全范围值代入水体威胁值计算公式中计算水体威胁值，所述水体威胁值计算公式为：，其中为水体威胁值，为中最接近的值，为中最
接近的值，为中最接近的值，为中最接近的值，其中为水体流速占比系数，为水体流量占比系数，为水体污染物浓度占比系数，为水体深度占比系数，。4.根据权利要求3所述的一种基于激光的闸门错位监测系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高杰，施展，庄浩，张清乐，黄彬彬，任栋，赵建，钱龙，张宗欣，
申请(专利权)人：江苏省新通智能交通科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：