基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置及方法，包括若個(gè)干UWB測距模塊、多根支架、數(shù)據(jù)傳輸模塊和平臺服務(wù)器，各支架分布在待測變壓器的周圈，各UWB測距模塊分別在支架上做為基站，建立空間坐標(biāo)系，并實(shí)時(shí)測量與數(shù)據(jù)傳輸模塊之間的距離，并將距離信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊；數(shù)據(jù)傳輸模塊做為流動站，安置于待測變壓器的測試點(diǎn)位，并接收各UWB測距模塊發(fā)送的距離信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給平臺服務(wù)器；所述平臺服務(wù)器，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊轉(zhuǎn)發(fā)的距離信息，對其進(jìn)行解算，最終得到該測試點(diǎn)位的相對坐標(biāo)。本發(fā)明專利技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲得檢測點(diǎn)的相對坐標(biāo)用于隨后的變壓器局放檢測，同時(shí)減少了人工操作的工作量以及測量誤差。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置及方法
本專利技術(shù)涉及局放定位檢測
，具體涉及一種基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置及方法。
技術(shù)介紹
變壓器等變電設(shè)備的帶電檢測技術(shù)及其現(xiàn)場應(yīng)用是變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評價(jià)和潛在缺陷查找的重要手段之一。其中，局放定位帶電檢測對于發(fā)現(xiàn)變電設(shè)備的局部放電缺陷并精確定位放電源，為缺陷診斷分析提供有力的技術(shù)手段。傳統(tǒng)的局放定位技術(shù)中，傳感器空間建模主要通過人工測量的方式，在傳感器空間建模工作量、建模精度、定位精度及數(shù)據(jù)的采集和處理等方面均存在諸多限制，無法完全滿足要求快速部署、靈活安置的帶電檢測業(yè)務(wù)。目前，通常采用超聲、超高頻法對變壓器進(jìn)行局部放電定位檢測，局部放電定位檢測的前提是需要測定變壓器(獲取其他變電設(shè)備)表面特征點(diǎn)(傳感器)位置，盡管GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))可用于室外高精度定位，但變電站內(nèi)變電設(shè)備，大量金屬設(shè)備會對GNSS定位造成影響甚至無法工作，此外，基于衛(wèi)星定位的空間建模方式對高程測量的精度不能滿足要求；而且，通常的空間測邊交會需要至少4個(gè)基站進(jìn)行定位求解，采用3個(gè)基站數(shù)據(jù)求解會得到雙根情況，無法固定最終解算結(jié)果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有的變壓器表面特征點(diǎn)位置定位，采用GNSS定位精度不能滿足要求，且空間測邊交會計(jì)算時(shí)，采用3個(gè)基站數(shù)據(jù)求解會得到雙根情況，無法固定最終解算定位的問題。本專利技術(shù)的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置及方法，采用支架安裝UWB測距模塊，實(shí)現(xiàn)對變壓器表面特征點(diǎn)的定位，解決GNSS無法運(yùn)用于超高壓變壓器作業(yè)環(huán)境的不足，同時(shí)，確保可以實(shí)時(shí)獲得檢測點(diǎn)的相對坐標(biāo)用于隨后的變壓器局放檢測，具有良好的應(yīng)用前景。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，包括若個(gè)干UWB測距模塊、多根支架、數(shù)據(jù)傳輸模塊和平臺服務(wù)器，各支架分布在待測變壓器的周圈，各UWB測距模塊分別在支架上做為基站，且與數(shù)據(jù)傳輸模塊的位置關(guān)系符合右手規(guī)則，各UWB測距模塊，選擇其中一個(gè)做為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立空間坐標(biāo)系，并實(shí)時(shí)測量與數(shù)據(jù)傳輸模塊之間的距離，并將距離信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊做為流動站，安置于待測變壓器的測試點(diǎn)位，并接收各UWB測距模塊發(fā)送的距離信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給平臺服務(wù)器；所述平臺服務(wù)器，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊轉(zhuǎn)發(fā)的距離信息，對其進(jìn)行解算，最終得到該測試點(diǎn)位的相對坐標(biāo)。前述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊為UWB測距模塊。前述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，所述UWB測距模塊的數(shù)量為六個(gè)，且保證數(shù)據(jù)傳輸模塊的流動站位于待測變壓器的每一表面時(shí)，存在與三個(gè)UWB測距模塊對該表面進(jìn)行無障礙測距。前述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，所述支架的數(shù)量為四根，且分布在待測變壓器的四邊角外側(cè)，且每根支架上安裝有圓水準(zhǔn)對中器。前述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，每根支架上均設(shè)置有卡槽，所述UWB測距模塊插接在卡槽中。一種基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位方法，包括以下步驟，步驟(A)，根據(jù)待測變壓器所處環(huán)境，安放支架，將UWB測距模塊裝入對應(yīng)支架上的卡槽內(nèi)，并建立空間坐標(biāo)系；步驟(B)，將數(shù)據(jù)傳輸模塊安置于待測變壓器的測試點(diǎn)位，各UWB測距模塊實(shí)時(shí)測量與數(shù)據(jù)傳輸模塊的距離信息，并發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊；步驟(C)，數(shù)據(jù)傳輸模塊接收各UWB測距模塊發(fā)送的距離信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給平臺服務(wù)器；步驟(D)，平臺服務(wù)器接收數(shù)據(jù)傳輸模塊轉(zhuǎn)發(fā)的距離信息，對其進(jìn)行解算，最終得到該測試點(diǎn)位的相對坐標(biāo)。前述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位方法，步驟(A)，包括以下步驟，(A1)準(zhǔn)備七個(gè)UWB測距模塊組成，其中，六個(gè)UWB測距模塊做為基站；1個(gè)UWB測距模塊做為數(shù)據(jù)傳輸模塊，為流動站；(A2)準(zhǔn)備四根支架，且豎直安裝在待測變壓器，四個(gè)邊角的外側(cè)；(A3)將六個(gè)UWB測距模塊分別安裝在四根支架的卡槽內(nèi)，且保證數(shù)據(jù)傳輸模塊的流動站位于待測變壓器的每一表面時(shí)，存在與三個(gè)UWB測距模塊對該表面進(jìn)行無障礙測距；(A4)取任意的UWB測距模塊基站為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立空間坐標(biāo)系，所述空間坐標(biāo)系為相對坐標(biāo)系。前述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位方法，步驟(B)，各UWB測距模塊實(shí)時(shí)測量與數(shù)據(jù)傳輸模塊的距離信息是通過雙向飛行時(shí)間法進(jìn)行測距的。前述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位方法，步驟(C)，數(shù)據(jù)傳輸模塊通過無線WIFI模式將接收各UWB測距模塊發(fā)送的距離信息轉(zhuǎn)發(fā)給平臺服務(wù)器。前述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位方法，步驟(D)，平臺服務(wù)器采用改進(jìn)空間測邊交會算法對距離信息進(jìn)行解算，最終得到該測試點(diǎn)位的相對坐標(biāo)。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置及方法，采用支架安裝UWB測距模塊，實(shí)現(xiàn)對變壓器表面特征點(diǎn)的定位，解決GNSS無法運(yùn)用于超高壓變壓器作業(yè)環(huán)境的不足，同時(shí)，確?？梢詫?shí)時(shí)獲得檢測點(diǎn)的相對坐標(biāo)用于隨后的變壓器局放檢測，同時(shí)減少了人工操作的工作量以及人為操作不規(guī)范帶來的測量誤差，具有良好的應(yīng)用前景。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置的系統(tǒng)示意圖；圖2是本專利技術(shù)的UWB測距模塊的空間布置示意圖；圖3是本專利技術(shù)的建立空間坐標(biāo)系的示意圖；圖4是本專利技術(shù)的空間坐標(biāo)系的平面視角示意圖。附圖中標(biāo)記的含義如下：1：UWB測距模塊；2：支架；3：數(shù)據(jù)傳輸模塊；4：平臺服務(wù)器；5：待測變壓器。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合說明書附圖，對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，本專利技術(shù)的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，包括若個(gè)干UWB(UltraWideband，一種無載波通信技術(shù))測距模塊1、多根支架2、數(shù)據(jù)傳輸模塊3和平臺服務(wù)器4，各支架2分布在待測變壓器5的周圈，各UWB測距模塊1分別在支架上做為基站，且與數(shù)據(jù)傳輸模塊3的位置關(guān)系符合右手規(guī)則，優(yōu)選的支架2的數(shù)量為四根，且分布在待測變壓器5的四邊角外側(cè)，且每根支架上安裝有圓水準(zhǔn)對中器，用于保證支架2的豎直放置，每根支架2上均設(shè)置有卡槽，UWB測距模塊1插接在卡槽中。各UWB測距模塊1，選擇其中一個(gè)做為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立空間坐標(biāo)系，并實(shí)時(shí)測量與數(shù)據(jù)傳輸模塊3之間的距離，并將距離信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊3；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊3做為流動站，安置于待測變壓器5的測試點(diǎn)位，并接收各UWB測距模塊1發(fā)送的距離信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給平臺服務(wù)器，優(yōu)選的數(shù)據(jù)傳輸模塊3同樣以為UWB測距模塊，UWB測距模塊1的數(shù)量為六個(gè)，且保證數(shù)據(jù)傳輸模塊3的流動站位于待測變壓器5的每一表面時(shí)，存在與三個(gè)UWB測距模塊(不包括數(shù)據(jù)傳輸模塊)對該表面進(jìn)行無障礙測距；所述平臺服務(wù)器4，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊3轉(zhuǎn)發(fā)的距離信息，對其進(jìn)行解算，最終得到該測試點(diǎn)位的相對坐標(biāo)。根據(jù)上述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位方法，包括以下步驟，步驟(A)，根據(jù)待測變壓器所處環(huán)境，安放支架，將UWB測距模塊裝入對應(yīng)支架上的卡槽內(nèi)，并建立空間坐標(biāo)系，包括以下步驟，(A1)準(zhǔn)備七個(gè)UWB測距模塊組成，其中，六個(gè)UWB測距本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，其特征在于：包括若個(gè)干UWB測距模塊、多根支架、數(shù)據(jù)傳輸模塊和平臺服務(wù)器，各支架分布在待測變壓器的周圈，各UWB測距模塊分別在支架上做為基站，且與數(shù)據(jù)傳輸模塊的位置關(guān)系符合右手規(guī)則，各UWB測距模塊，選擇其中一個(gè)做為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立空間坐標(biāo)系，并實(shí)時(shí)測量與數(shù)據(jù)傳輸模塊之間的距離，并將距離信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊做為流動站，安置于待測變壓器的測試點(diǎn)位，并接收各UWB測距模塊發(fā)送的距離信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給平臺服務(wù)器；所述平臺服務(wù)器，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊轉(zhuǎn)發(fā)的距離信息，對其進(jìn)行解算，最終得到該測試點(diǎn)位的相對坐標(biāo)。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，其特征在于：包括若個(gè)干UWB測距模塊、多根支架、數(shù)據(jù)傳輸模塊和平臺服務(wù)器，各支架分布在待測變壓器的周圈，各UWB測距模塊分別在支架上做為基站，且與數(shù)據(jù)傳輸模塊的位置關(guān)系符合右手規(guī)則，各UWB測距模塊，選擇其中一個(gè)做為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立空間坐標(biāo)系，并實(shí)時(shí)測量與數(shù)據(jù)傳輸模塊之間的距離，并將距離信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊做為流動站，安置于待測變壓器的測試點(diǎn)位，并接收各UWB測距模塊發(fā)送的距離信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給平臺服務(wù)器；所述平臺服務(wù)器，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊轉(zhuǎn)發(fā)的距離信息，對其進(jìn)行解算，最終得到該測試點(diǎn)位的相對坐標(biāo)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)傳輸模塊為UWB測距模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，其特征在于：所述UWB測距模塊的數(shù)量為六個(gè)，且保證數(shù)據(jù)傳輸模塊的流動站位于待測變壓器的每一表面時(shí)，存在與三個(gè)UWB測距模塊對該表面進(jìn)行無障礙測距。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，其特征在于：所述支架的數(shù)量為四根，且分布在待測變壓器的四邊角外側(cè)，且每根支架上安裝有圓水準(zhǔn)對中器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位裝置，其特征在于：每根支架上均設(shè)置有卡槽，所述UWB測距模塊插接在卡槽中。6.基于UWB測距模塊的變壓器表面特征點(diǎn)定位方法，其特征在于：包括以下步驟，步驟（A），根據(jù)待測變壓器所處環(huán)境，安放支架，將UWB測距模塊裝入對應(yīng)支架上的卡槽內(nèi)，并建立空...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡成博，王小波，路永玲，徐家園，陶風(fēng)波，周志成，吳文南，戴偉，唐少峰，楊景剛，黃強(qiáng)，李杰，賈駿，謝天喜，徐陽，陳舒，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，國家電網(wǎng)公司，江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司，江蘇北斗衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32