一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法与流程
本发明涉及激光测量。更具体地，本发明涉及一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法。
背景技术：
1、电力廊道是用于布置和维护电力线路、变电设备、控制系统等电力设施的专用通道或结构，能够减少天气、自然灾害和人为破坏等因素对电力设施的影响，从而保障电力供应的稳定性。电力廊道中的镭射激光束能够对电力廊道内环境进行实时监测，及时发现电力设备碰撞或其他潜在危险，能够帮助准确定位电力廊道中电力设备或线路的故障位置，提高故障排除的效率，提升整体电力系统的运行可靠性。因此电力廊道中的镭射激光束的稳定性至关重要。
2、目前常用的测量激光束稳定性的方法为：将激光束发射向固定位置，利用位置传感器或光电探测器来监测光束中心的偏移量和漂移。该方法需要人为对激光束的稳定性进行定期测量，无法在激光束工作过程中动态监测激光束的稳定性，导致无法及时发现激光束的偏移或波动，从而影响对电力廊道中电力设备监测的准确性。
技术实现思路
1、为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，该方法包括以下步骤：
2、利用电力廊道中激光器按照逐行扫描的顺序向不同的方向发出激光束，获取激光束在不同方向的回波时间；将一个扫描轮次内的所有回波时间构成该扫描轮次的回波时间曲线；将各扫描轮次的回波时间曲线分别划分为多个周期；
3、将任意一个扫描轮次作为目标扫描轮次，根据目标扫描轮次的回波时间曲线各周期内回波时间的变化情况以及不同周期之间回波时间的变化情况，确定目标扫描轮次中各回波时间的突变性，所述突变性与回波时间和同一周期内相邻回波时间之间的差异正相关，与回波时间和相邻周期内对应回波时间之间的差异正相关；
4、根据任意两个扫描轮次对应回波时间之间的差异确定所述两个扫描轮次对应回波时间之间的一致性；根据所述两个扫描轮次对应回波时间所在周期内相邻回波时间之间的差异以及所述两个扫描轮次对应回波时间相邻周期内回波时间之间的差异，确定所述一致性的修正因子；根据所述两个扫描轮次对应回波时间的突变性确定所述一致性的关注权重，所述关注权重与所述两个扫描轮次对应回波时间的突变性中的最大值正相关；
5、根据所有扫描轮次两两之间对应回波时间之间的一致性、一致性的修正因子以及一致性的关注权重，确定激光束的稳定性；
6、响应于激光束的稳定性小于预设的稳定阈值，提醒工作人员对电力廊道中的激光器进行检修。
7、优选的，将一个扫描轮次内的所有回波时间构成该扫描轮次的回波时间曲线，包括：
8、在一个扫描轮次中，按照各方向的扫描顺序为各方向对应的回波时间编号，以回波时间的序号为横轴，以回波时间为纵轴，将一个扫描轮次内得到的所有回波时间构成回波时间曲线。
9、优选的，目标扫描轮次中各回波时间的突变性满足表达式：
10、；
11、其中，表示目标扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的突变性；表示目标扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的横向突变因子，表示目标扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的纵向突变因子；表示各扫描轮次的回波时间曲线中的周期数量；表示周期长度。
12、优选的，所述横向突变因子以及所述纵向突变因子的获取方法为：
13、；
14、；
15、其中，、、分别表示目标扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个、第个、第个回波时间；、分别表示目标扫描轮次的回波时间曲线中第个、第个周期内第个回波时间；表示目标扫描轮次的回波时间曲线的极差；表示超参数；表示自然指数函数。
16、优选的，所述两个扫描轮次对应回波时间之间的一致性为，其中表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间；表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间；表示自然指数函数；表示绝对值符号。
17、优选的，所述一致性的修正因子满足表达式：
18、；
19、；
20、式中，表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间与第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的一致性的修正因子；表示所有扫描轮次中的最大回波时间与最小回波时间之间的差异；表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间与第个扫描轮次对应的回波时间的局部变化差异；当或，时，、均表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第-1个、第+1个回波时间，、均表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第-1个、第+1个回波时间；当或，时，、均表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个、第个周期内第个回波时间，、均表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个、第个周期内第个回波时间；表示各扫描轮次的回波时间曲线中的周期数量；表示周期长度。
21、优选的，所述一致性的关注权重满足表达式：
22、；
23、式中，表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间与第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的差异的关注权重；表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的突变性；表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的突变性；表示各扫描轮次的回波时间曲线中的周期数量；表示周期长度；表示最大值函数。
24、优选的，激光束的稳定性满足表达式：
25、；
26、式中，表示激光束的稳定性；表示预设的扫描轮次的数量；表示各扫描轮次的回波时间曲线中的周期数量；表示周期长度；表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间与第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的一致性的关注权重；表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间与第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间的一致性的修正因子。
27、本发明具有以下有益效果：
28、1、本发明在电力廊道激光器过程中对激光束的稳定性进行动态评估，无需人为干预，评估方法简单高效，能够及时发现激光束的偏移或波动并进行检修，保障了电力系统的运行可靠性。
29、2、本发明根据回波时间曲线各周期内回波时间的变化情况以及不同周期之间回波时间的变化情况，确定各回波时间的突变性，突变性排除了激光束正常工作过程中扫描的电力廊道结构变化对突变性的影响，使得最终激光束稳定性评估的结果更加准确。
30、3、本发明根据任意两个扫描轮次对应回波时间之间的差异确定回波时间之间的一致性，根据所述两个扫描轮次对应回波时间所在周期内相邻回波时间之间的差异以及所述两个扫描轮次对应回波时间相邻周期内回波时间之间的差异对一致性进行修正，排除激光束正常工作过程中电力廊道内设备、线路、人员等变化对一致性的影响，进一步提升了激光束稳定性评估的准确性。
技术特征：
1.一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，其特征在于，将一个扫描轮次内的所有回波时间构成该扫描轮次的回波时间曲线，包括：
3.根据权利要求1所述的一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，其特征在于，目标扫描轮次中各回波时间的突变性满足表达式：
4.根据权利要求3所述的一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，其特征在于，所述横向突变因子以及所述纵向突变因子的获取方法为：
5.根据权利要求1所述的一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，其特征在于，所述两个扫描轮次对应回波时间之间的一致性为，其中表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间；表示第个扫描轮次的回波时间曲线中第个周期内第个回波时间；表示自然指数函数；表示绝对值符号。
6.根据权利要求5所述的一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，其特征在于，所述一致性的修正因子满足表达式：
7.根据权利要求5所述的一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，其特征在于，所述一致性的关注权重满足表达式：
8.根据权利要求5-7中任一项所述的一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，其特征在于，激光束的稳定性满足表达式：
技术总结
本发明涉及激光测量技术领域，更具体地，本发明涉及一种电力廊道镭射激光束稳定性分析评估方法，方法包括：根据回波时间曲线中回波时间的变化情况，确定各回波时间的突变性，根据任意两个扫描轮次对应回波时间之间的差异确定回波时间之间的一致性，根据所述两个扫描轮次对应回波时间所在周期内相邻回波时间之间的差异以及所述两个扫描轮次对应回波时间相邻周期内回波时间之间的差异，确定所述一致性的修正因子，根据所述突变性确定所述一致性的关注权重，根据所有扫描轮次两两之间对应回波时间之间的一致性、一致性的修正因子以及一致性的关注权重，确定激光束的稳定性。本发明对激光束的稳定性评估简单高效，且结果准确。
技术研发人员：张建民,韩继水,亓振亮,张建平,亓鹏,程远,高立强,段瑞杰,王建,国兴超,庄鑫,刘博,高林,吴涛,张端帅,韩田祥
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司莱芜供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23