技术特征：
1.一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法，其特征在于，建立三维坐标系，所述三维坐标系以大地为xy平面、以输电线缆自然下垂时的平面为xz平面、以与所述xy平面和所述xz平面垂直的平面为yz平面，在z轴方向纵向安装两个三维磁性传感器，实时采集两个三维磁性传感器输出的磁场向量，计算输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角以获得输电线缆舞动程度的检测结果，计算输电线缆上与两个三维磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角以获得输电线缆垂坠程度的检测结果。2.根据权利要求1所述一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法，其特征在于，根据表达式计算输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角以获得处于任意舞动状态下的输电线缆舞动程度的检测结果，其中，α为输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角，为单个三维磁性传感器输出的磁场向量的y轴分量、z轴分量。3.根据权利要求2所述一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法，其特征在于，在α＝90
°
时，根据表达式计算输电线缆上与两磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角以获得处于非初始垂坠、非舞动状态的输电线缆的垂坠程度的检测结果，其中，α为输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角，β为输电线缆上与两个三维磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角，h
se1
为输电线缆处于任意垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值，h
se0
为输电线缆处于初始垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值，d
le
为两个三维磁性传感器与输电线缆直线距离的差值，d
h
为两个三维磁性传感器的纵向安装间距。4.根据权利要求2所述一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法，其特征在于，根据表达式β＝arccos(sinαd
le
/d
h
)计算输电线缆上与两磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角以获得处于初始垂坠、任意舞动状态的输电线缆的垂坠程度的检测结果，其中，β为输电线缆上与两个三维磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角，d
le
为两个三维磁性传感器与输电线缆直线距离的差值，d
h
为两个三维磁性传感器的纵向安装间距。5.根据权利要求2所述一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法，其特征在于，根据表达式计算输电线缆上与两磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角以获得处于非初始垂坠、任意舞动状态的输电线缆的垂坠程度的检测结果，其中，β为输电线缆上与两个三维磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角，h
se1
为输电线缆处于任意垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值，h
se0
为输电线缆处于初始垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值，d
le
为两个三维磁性传感器与输电线缆直线距离的差值，d
h
为两个三维磁性传感器的纵向安装间距。6.实现权利要求1所述一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法的系统，其特征在于，包括：第一三维磁性传感器，安装在架设输电线缆的塔架上，输出检测信号；第二三维磁性传感器，安装在架设输电线缆的塔架上，输出检测信号；及，
数字信号处理器，建立三维坐标系并实时采集两个三维磁性传感器的输出信号，解耦计算输电线缆舞动程度的检测结果、输电线缆垂坠程度的检测结果。7.根据权利要求6所述实现一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法的系统，其特征在于，所述数字信号处理器包括：模数转换器、处理器及存储器，所述模数转换器对实时采集的两个三维磁性传感器的输出信号进行模数转换后输出磁场向量至处理器，存储器里存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序对磁场向量进行处理，获得输电线缆舞动程度的检测结果、输电线缆垂坠程度的检测结果。8.根据权利要求6所述实现一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法的系统，其特征在于，所述第一三维磁性传感器与第二三维磁性传感器沿z轴方向纵向分布，分别通过刚性支架安装在塔架上。9.根据权利要求7所述实现一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现如下步骤：采集两个三维磁性传感器与输电线缆直线距离的差值d
le
、两个三维磁性传感器的纵向安装间距d
h
、输电线缆处于初始垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值h
se0
、输电线缆处于任意垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值h
se1
；根据单个磁性传感器输出的磁场向量计算输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角α以获得处于任意舞动状态下的输电线缆舞动程度的检测结果，根据输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角α、两个三维磁性传感器与输电线缆直线距离的差值d
le
、两个三维磁性传感器的纵向安装间距d
h
，计算输电线缆上与两磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角以获得处于初始垂坠、任意舞动状态的输电线缆的垂坠程度的检测结果；在输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角为90
°
时，根据输电线缆处于任意垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值h
se1
、输电线缆处于初始垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值h
se0
、两个三维磁性传感器与输电线缆直线距离的差值d
le
、两个三维磁性传感器的纵向安装间距d
h
，计算输电线缆上与两磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角以获得处于非初始垂坠、非舞动状态的输电线缆的垂坠程度的检测结果；在输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角不为90
°
时，根据输电线缆处于任意垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值h
se1
、输电线缆处于初始垂坠状态时两个三维磁性传感器输出的磁场向量的差值h
se0
、输电线缆所在平面与xy平面之间的夹角α、两个三维磁性传感器与输电线缆直线距离的差值d
le
、两个三维磁性传感器的纵向安装间距d
h
，计算输电线缆上与两磁性传感器距离最近点处切向向量与x轴的夹角以获得处于非初始垂坠、任意舞动状态的输电线缆的垂坠程度的检测结果。10.根据权利要求9所述实现一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时与存储器进行读写操作缓存解耦计算过程中产生的中间数据。
技术总结
本发明公开一种基于三维磁性传感器的输电线缆空间形态检测方法，属于计算、推算或计数的技术领域。首先将两个三维磁性传感器纵向分布安装于输电线缆附近的空间内，检测安装点处的三维磁场信号。数字信号处理器采样两个三维磁性传感器的输出信号。输电线缆所在平面与地面的夹角可表示舞动程度，线缆上与两磁性传感器距离最近点处切线与x轴的夹角可表示为垂坠程度。数字信号处理器内的算法流程根据三维磁性传感器的安装位置信息与实时采样所得的磁场信号实现输电线缆舞动程度和垂坠程度的检测。检测。检测。
技术研发人员：花为 王宇辰 程晨闻
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2022/7/1