CN118818219B - 电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法及系统，属于输电线路维护技术领域，该方法预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；在每个决策周期初始时，激活发射器、射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围。本发明能够确保采集器体系运行过程中的安全性，为采集器体系对电缆绝缘层水树枝形态有效采集提供保障。

Description

电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法及系统

技术领域

本发明属于输电线路维护技术领域，具体涉及一种电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法及系统。

背景技术

目前，电缆工作环境十分复杂，在长期运行过程中受电流热效应的影响，同时受周围水分侵蚀和绝缘层氧化反应的影响，进而造成水树枝产生及进一步老化深入。水树枝的老化使电缆的绝缘性能严重下降直至失效，发生击穿后导致大规模停电，严重威胁电网的安全运行。可见，XLPE电缆水树枝老化是导致其绝缘水平下降和运行寿命减少的主要原因。在XLPE电缆绝缘层水树枝形态检测的前提下，针对其发展形态形成水树枝成像，是目前电力电缆线路运行检修领域亟待解决的技术问题。

为此申请人研发了一种电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统，结合扫描成像与透视成像的技术，解决电缆绝缘水树枝形态难以检测的问题。电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统包中采用了采集器体系；采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；发射器设置在运载子平台上，射线采集器和放射素采集器设置在充电子平台上；当发射器、射线采集器、放射素采集器被激活后，发射器、射线采集器、放射素采集器飞行至待检测电缆段并沿待检测电缆段进行环形绕飞。

但是如何对电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹进行分析控制，是需要一并解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明提供一种电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法及系统，能够对电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹进行分析控制。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法，包括以下步骤：

预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，所述采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；

在每个所述决策周期初始时，激活所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；

当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围。

作为电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法优选方案，还包括，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项过程中，设定所述待测目标电缆段的位置坐标表示为；所述采集器体系的中心坐标公式为：

==；

所述采集器体系中心与所述待测目标电缆段之间的距离公式为：

=；

式中，为发射器6的空间x轴坐标；为射线采集器7的空间x轴坐标；为放射素采集器8的空间x轴坐标；为发射器6的空间y轴坐标；为射线采集器7的空间y轴坐标；为放射素采集器8的空间y轴坐标；为发射器6的空间z轴坐标；为射线采集器7的空间z轴坐标；为放射素采集器8的空间z轴坐标；N为体系中仪器个数为3；为采集器体系的中心x轴坐标；为采集器体系的中心y轴坐标；为采集器体系的中心z轴坐标。

设计的控制函数中采集器体系虚拟中心距离项公式为：

；

式中，为常数，虚拟中心距离项在控制函数中所占的比例权重系数。

作为电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法优选方案，还包括，构建所述采集器体系的采集半径项，所述采集器体系的采集半径项公式为：

=(i=1,2,3)，

式中，为采集器体系中第i例采集设备与待测目标电缆段之间的距离；

设计的控制函数中采集器体系采集半径项公式为：

；

式中，为采集半径项在控制函数中所占的比例权重系数；为常数；为期望的采集半径。

作为电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法优选方案，还包括，构建所述采集器体系的采集设备避免碰撞项，所述采集器体系中任意两个采集设备的避免碰撞项公式为：

( , )，

设计的控制函数中采集器体系避免碰撞项公式为：

( , )，

式中，为采集器体系的采集设备安全运行半径。

作为电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法优选方案，所述采集器体系的总适控制函数公式为：

；

式中，为采集器体系虚拟中心距离项；为采集器体系采集半径项；为采集器体系避免碰撞项。

本发明还提供一种电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统，采用上述的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法，包括：

决策周期配置模块，用于预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，所述采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；

采集器体系激活模块，用于在每个所述决策周期初始时，激活所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；

采集器体系轨迹控制模块，用于当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围。

作为电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统优选方案，所述采集器体系轨迹控制模块包括：

虚拟中心距离项构建子模块，用于构建所述采集器体系的虚拟中心距离项，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项过程中，设定所述待测目标电缆段的位置坐标表示为；所述采集器体系的中心坐标公式为：

==；

虚拟中心距离项构建子模块中，所述采集器体系中心与所述待测目标电缆段之间的距离公式为：

=；

式中，为发射器6的空间x轴坐标；为射线采集器7的空间x轴坐标；为放射素采集器8的空间x轴坐标；为发射器6的空间y轴坐标；为射线采集器7的空间y轴坐标；为放射素采集器8的空间y轴坐标；为发射器6的空间z轴坐标；为射线采集器7的空间z轴坐标；为放射素采集器8的空间z轴坐标；N为体系中仪器个数为3；为采集器体系的中心x轴坐标；为采集器体系的中心y轴坐标；为采集器体系的中心z轴坐标。

所述采集器体系轨迹控制模块中，设计的控制函数中采集器体系虚拟中心距离项公式为：

；

式中，为常数，虚拟中心距离项在控制函数中所占的比例权重系数。

作为电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统优选方案，所述采集器体系轨迹控制模块包括：

采集半径项构建子模块，用于构建所述采集器体系的采集半径项，所述采集器体系的采集半径项公式为：

=(i=1,2,3)，

式中，为采集器体系中第i例采集设备与待测目标电缆段之间的距离；

所述采集器体系轨迹控制模块中，设计的控制函数中采集器体系采集半径项公式为：

；

式中，为采集半径项在控制函数中所占的比例权重系数；为常数；为期望的采集半径。

作为电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统优选方案，所述采集器体系轨迹控制模块包括：

避免碰撞项构建子模块，用于构建所述采集器体系的采集设备避免碰撞项，所述采集器体系中任意两个采集设备的避免碰撞项公式为：

( , )，

所述采集器体系轨迹控制模块中，设计的控制函数中采集器体系避免碰撞项公式为：

( , )，

式中，为采集器体系的采集设备安全运行半径。

作为电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统优选方案，所述采集器体系轨迹控制模块中，所述采集器体系的总适控制函数公式为：

；

式中，为采集器体系虚拟中心距离项；为采集器体系采集半径项；为采集器体系避免碰撞项。

本发明具有如下优点：预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，所述采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；在每个所述决策周期初始时，激活所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围。本发明能够确保采集器体系运行过程中的安全性，为采集器体系对电缆绝缘层水树枝形态有效采集提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统移动采集平台示意图；

图2为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统发射器结构示意图；

图3为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统射线采集器结构示意图；

图4为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统放射素采集器结构示意图；

图5为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统纳米示踪检测液制备子系统示意图；

图6为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统检测液敷设子系统示意图；

图7为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统移动敷液平台结构示意图；

图8为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统中心控制子系统示意图；

图9为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统整体原理图；

图10为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统采集数据信号原理图；

图11为相关技术中电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统采集器控制电路图；

图12为本发明实施例提供的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法流程图；

图13为本发明实施例提供的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统架构图。

图中，1、移动采集平台；2、信号处理单元；3、图像处理单元；4、运载子平台；5、充电子平台；6、发射器；7、射线采集器；8、放射素采集器；9、第一激光测距雷达；10、X射线发射器；11、A数据接收单元；12、第一光电耦合单元；13、第一无线信号传输器；14、B数据接收单元；15、第二光电耦合单元；16、第二无线信号传输器；17、第二激光测距雷达；18、第三激光测距雷达；19、第一无刷电机；20、第一正反桨；21、第一电机支撑架；22、第一机架；23、第一飞行控制板；24、第一电池；25、第一控速器；26、第一支柱；27、第二无刷电机；28、第二正反桨；29、第二电机支撑架；30、第二机架；31、第二飞行控制板；32、第二电池；33、第二控速器；34、第二支柱；35、第三无刷电机；36、第三正反桨；37、第三电机支撑架；38、第三机架；39、第三飞行控制板；40、第三电池；41、第三控速器；42、第三支柱；43、固化机械臂；44、固化光圈；45、紫外线灯带；46、固化夹臂；47、固化夹臂螺栓；48、固化开合杆；49、固化推拉杆；50、固化控制仓；51、固化图像探距仪；52、第三固化臂杆；53、固化翻转轴；54、第二固化臂杆；55、第一固化臂杆；56、固化转轴支架；57、固化转动轴；58、固化旋转底座；59、固化固定法兰；60、固化法兰螺栓；61、助热装置；62、搅拌器；63、支撑立杆；64、出液口；65、内冷却装置；66、注料口；67、外冷却装置；68、电动阀；69、进液口；70、传动装置；71、数控电机；72、进出气接口；73、第一升降臂；74、微调装置；75、反应釜本体；76、数显温控器；77、第二升降臂；78、第一连接管；79、第二连接管；80、反应釜盖板；81、第一环形夹具；82、第二环形夹具；83、橡胶垫片；84、搅拌转轴；85、移动敷液平台；86、真空室；87、敷液夹臂；88、敷液夹臂螺栓；89、敷液开合杆；90、敷液推拉杆；91、敷液控制仓；92、敷液图像探距仪；93、第三敷液臂杆；94、敷液翻转轴；95、第二敷液臂杆；96、第一敷液臂杆；97、敷液转轴支架；98、敷液转动轴；99、敷液旋转底座；100、敷液固定法兰；101、敷液法兰螺栓。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2、图3和图4，相关技术中提供一种电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统，包括移动采集平台1、采集器体系、信号处理单元2和图像处理单元3；移动采集平台1包括运载子平台4和充电子平台5；采集器体系包括发射器6、射线采集器7和放射素采集器8；

其中，发射器6设置在运载子平台4上，射线采集器7和放射素采集器8设置在充电子平台5上；当发射器6、射线采集器7、放射素采集器8被激活后，发射器6、射线采集器7、放射素采集器8飞行至待检测电缆段并沿待检测电缆段进行环形绕飞，环形绕飞过程中：

其中，发射器6通过携带的第一激光测距雷达9监控发射器6上搭载的X射线发射器10与射线采集器7搭载的A数据接收单元11以电缆为轴心始终保持设定角度180°；A数据接收单元11以采集X射线发射器10的光信号，A数据接收单元11采集的X射线发射器10的光信号经第一光电耦合单元12处理后由第一无线信号传输器13发送至信号处理单元2；

其中，放射素采集器8通过搭载的B数据接收单元14采集检测液薄膜的辐射信号，B数据接收单元14采集的检测液薄膜辐射信号经第二光电耦合单元15处理后由第二无线信号传输器16发送至信号处理单元2；

其中，信号处理单元2将射线采集器7和放射素采集器8的数据融合于同一坐标空间中并打包至图像处理单元3；图像处理单元3对射线采集器7采集的X射线发射器10的光信号校准以修正X射线能量偏移后形成第一图像数据；图像处理单元3对放射素采集器8采集的检测液薄膜的辐射信号进行校正后形成第二图像数据；将第一图像数据和第二图像数据融合形成电缆绝缘层的微观结构三维成像。

参见图2，相关技术中，发射器6包括第一无刷电机19、第一正反桨20、第一电机支撑架21、第一机架22、第一飞行控制板23、第一电池24、第一控速器25和第一支柱26；第一正反桨20的中心转轴连接第一无刷电机19，第一无刷电机19连接第一电机支撑架21；第一电机支撑架21连接第一机架22；第一飞行控制板23、第一飞行控制板23、第一电池24、第一控速器25、第一支柱26均连接第一机架22；A数据接收单元11连接第一支柱26；第一激光测距雷达9连接第一电机支撑架21；第一光电耦合单元12、第一无线信号传输器13均连接第一机架22。

具体的，第一无刷电机19安装在第一电机支撑架21，第一无刷电机19带动第一正反桨20运转，其中第一机架22作为发射器6的主体结构实现第一飞行控制板23、第一电池24、第一控速器25和第一支柱26的安装作用，通过第一飞行控制板23控制发射器6的飞行姿态，第一电池24对发射器6进行供电，通过第一控速器25对发射器6进行速度控制。发射器6通过携带的第一激光测距雷达9监控发射器6上搭载的X射线发射器10与射线采集器7搭载的A数据接收单元11以电缆为轴心始终保持设定角度180°。

参见图3，相关技术中，射线采集器7包括第二无刷电机27、第二正反桨28、第二电机支撑架29、第二机架30、第二飞行控制板31、第二电池32、第二控速器33和第二支柱34；第二正反桨28的中心转轴连接第二无刷电机27，第二无刷电机27连接第二电机支撑架29；第二电机支撑架29连接第二机架30；第二飞行控制板31、第二飞行控制板31、第二电池32、第二控速器33、第二支柱34均连接第二机架30；B数据接收单元14连接第二支柱34；第二激光测距雷达17连接第二电机支撑架29；第二光电耦合单元15、第二无线信号传输器16均连接第二机架30。

具体的，第二无刷电机27安装在第二电机支撑架29，第二无刷电机27带动第二正反桨28运转，其中第二机架30作为射线采集器7的主体结构实现第二飞行控制板31、第二电池32、第二控速器33和第二支柱34的安装作用，通过第二飞行控制板31控制射线采集器7的飞行姿态，第二电池32对发射器6进行供电，通过第二控速器33对射线采集器7进行速度控制。射线采集器7通过携带的第二激光测距雷达17监控飞行姿态，使射线采集器7和发射器6/放射素采集器8保持预设的安全间距。

参见图4，相关技术中，放射素采集器8包括第三无刷电机35、第三正反桨36、第三电机支撑架37、第三机架38、第三飞行控制板39、第三电池40、第三控速器41和第三支柱42；第三正反桨36的中心转轴连接第三无刷电机35，第三无刷电机35连接第三电机支撑架37；第三电机支撑架37连接第三机架38；第三飞行控制板39、第三飞行控制板39、第三电池40、第三控速器41、第三支柱42均连接第三机架38；X射线发射器10连接第三支柱42；第三激光测距雷达18连接第三电机支撑架37。

具体的，第三无刷电机35安装在第三电机支撑架37，第三无刷电机35带动第三正反桨36运转，其中第三机架38作为放射素采集器8的主体结构实现第三飞行控制板39、第三电池40、第三控速器41和第三支柱42的安装作用，通过第三飞行控制板39控制放射素采集器8的飞行姿态，第三电池40对放射素采集器8进行供电，通过第三控速器41对放射素采集器8进行速度控制。放射素采集器8通过携带的第三激光测距雷达18监控飞行姿态，使放射素采集器8和发射器6/射线采集器7保持预设的安全间距。

其中，采集器体系中，射线采集器7采集X射线发射器10的光信号，X射线发射器10的光信号经第一光电耦合单元12处理后由第一无线信号传输器13发送至信号处理单元2；放射素采集器8采集检测液薄膜的辐射信号，经第二光电耦合单元15处理后由第二无线信号传输器16发送至信号处理单元2；信号处理单元2将射线采集器7和放射素采集器8的数据融合于同一坐标空间中，融合完成的信息通过比对将疑点坐标数据传输回对应的无线信号传输器，并对坐标点重新数据采集再经信号处理单元2融合并打包至图像处理单元3。

其中，射线采集器7采集信息经图像处理单元3校准以修正X射线能量偏移后形成第一图像数据；放射素采集器8的采集信息经图像处理单元3散射校正、随机事件校正和吸收校正后形成第二图像数据，融合第一图像数据第二图像数据形成XLPE电缆绝缘层微观结构三维成像，立体、精准显示绝缘层水树枝通道并进行显示。

其中，充电子平台5为发射器6、射线采集器7、放射素采集器8进行无线充电，无线充电本身属于现有技术，在此不再赘述。

辅助图1，相关技术中，移动采集平台1上还设有固化机械臂43，固化机械臂43的末端连接有固化光圈44，固化光圈44镶嵌有紫外线灯带45，固化光圈44用于对待检测电缆段表面敷设的检测液进行固化形成检测液固化薄膜；固化机械臂43包括固化夹臂46、固化夹臂螺栓47、固化开合杆48、固化推拉杆49、固化控制仓50、固化图像探距仪51、第三固化臂杆52、固化翻转轴53、第二固化臂杆54、第一固化臂杆55、固化转轴支架56、固化转动轴57、固化旋转底座58、固化固定法兰59和固化法兰螺栓60；固化开合杆48穿过固化夹臂46的中空槽，固化开合杆48通过固化夹臂46中部的固化夹臂螺栓47和固化夹臂46连接；固化光圈44连接固化夹臂46；固化推拉杆49端部和固化开合杆48通过螺栓固定连接，固化推拉杆49通过螺纹套入固化控制仓50内的伺服推杆前端；固化夹臂46的上下夹具尾端通过固化控制仓50和第三固化臂杆52的前端相连接；固化图像探距仪51固定在第三固化臂杆52上；第一固化臂杆55、第二固化臂杆54、第三固化臂杆52之间通过固化翻转轴53组成固化机械臂43的主体；固化转动轴57和固化转轴支架56连接，固化转轴支架56连接固化旋转底座58，固化旋转底座58下部设有固化固定法兰59，固化固定法兰59通过固化法兰螺栓60固定在运载子平台4。

具体的，固化光圈44为两个上下不锈钢环连接固定在移动采集平台1的固化夹臂46前端，不锈钢环的内部镶嵌紫外线灯带45。固化光圈44通过紫外线灯带45的紫外线照射能够对待检测电缆段表面敷设的检测液进行固化形成检测液固化薄膜。其中，固化开合杆48穿过固化夹臂46中空槽，进一步通过固化夹臂46中部的固化夹臂螺栓47和固化夹臂46连接。固化推拉杆49端部和固化开合杆48通过螺栓固定连接，固化推拉杆49通过螺纹套入固化控制仓50内的伺服推杆前端。固化夹臂46尾端通过固化控制仓50和第三固化臂杆52的前端相连接。固化图像探距仪51通过两根直径10mm不锈钢空芯管焊接固定在第三固化臂杆52上。第一固化臂杆55、第二固化臂杆54、第三固化臂杆52通过固化翻转轴53组成智能机械臂的主体。固化转动轴57安装固定在两固化转轴支架56之间，固化转轴支架56通过焊接连接在固化旋转底座58，固化旋转底座58下部通过固化固定法兰59利用固化法兰螺栓60固定在运载子平台4上表面，组成智能机械臂的基础台座。

相关技术中，移动采集平台1两侧的主动轮分别连接于伺服电机。移动采集平台1四侧边对角的设有微型雷达，微型雷达都通过螺丝安装固定于运载子平台4的立面；同时运载子平台4搭载若干无线通讯器。

参见图5，相关技术中，还包括纳米示踪检测液制备子系统，纳米示踪检测液制备子系统包括助热装置61、搅拌器62、支撑立杆63、出液口64、内冷却装置65、注料口66、外冷却装置67、电动阀68、进液口69、传动装置70、数控电机71、进出气接口72、第一升降臂73、微调装置74、反应釜本体75、数显温控器76、第二升降臂77、第一连接管78、第二连接管79、反应釜盖板80、第一环形夹具81、第二环形夹具82、橡胶垫片83和搅拌转轴84；反应釜本体75放置于助热装置61上方的槽内，数显温控器76的探头插入反应釜本体75底部；助热装置61底部外壳连接有橡胶垫片83；搅拌器62安装固定在搅拌转轴84的端部；外冷却装置67通过第一连接管78、第二连接管79和反应釜本体75上部的内冷却装置65相连通；进出气接口72焊接安装在外冷却装置67外侧；反应釜盖板80密闭安装在反应釜本体75筒壁上方开口处；注料口66和进液口69贯穿反应釜盖板80伸入反应釜本体75内部；搅拌转轴84从反应釜盖板80的中心位置贯穿伸入反应釜本体75的底部；第一升降臂73通过第一环形夹具81安装在支撑立杆63上；第二升降臂77通过第二环形夹具82安装在支撑立杆63上；第一升降臂73与第二升降臂77的中部通过微调装置74相连，第一升降臂73的端部和数控电机71外壳焊接；传动装置70通过法兰螺栓固定在数控电机71下端部法兰盘上，传动装置70侧壁与第二升降臂77焊接。

具体的，纳米示踪检测液制备子系统用于制作XLPE电缆绝缘水树枝纳米示踪检测液。其中，反应釜本体75放置于助热装置61上方的槽内，数显温控器76的探头嵌入反应釜本体75底部10mm。助热装置61底部外壳粘四个橡胶垫片83。搅拌器62安装固定在搅拌转轴84的端部。外冷却装置67与反应釜本体75上部的内冷却装置65通过第一连接管78、第二连接管79相连通。进出气接口72焊接安装在外冷却装置67外侧。反应釜盖板80密闭安装在反应釜本体75筒壁上方开口处。注料口66和进液口69贯穿反应釜盖板80伸入反应釜本体75的内部。搅拌转轴84从反应釜盖板80的中心位置贯穿伸入反应釜本体75内部的底部。第一升降臂73通过第一环形夹具81安装在支撑立杆63上；第二升降臂77通过第二环形夹具82安装在支撑立杆63上。第一升降臂73与第二升降臂77的钢臂中部通过微调装置74相连，第一升降臂73的钢臂端部和数控电机71外壳焊接连接。传动装置70通过法兰螺栓固定在数控电机71下端部法兰盘上，传动装置70侧壁与第二升降臂77焊接连接。

相关技术中，纳米示踪检测液制备子系统制备纳米示踪检测液的工艺步骤如下：

1)配制预制液：将组分和重量份的聚酯多元醇215-230份、2,2-二羟甲基丙酸175-190份、异佛尔酮二异氰酸酯300份、蒸馏水200份加入反应釜本体75中，运行抽气程序，再将氮气充入反应釜本体75，设定温度为85℃，搅拌2.5h，搅拌速度150r/min。停止注入氮气并降温至75℃，将季戊四醇三丙烯酸酯活性单体65-70份加入，搅拌1h，搅拌速度300r/min。再把温度降至40℃，加入三乙胺150-155份、乙二胺95-115份、苯甲酰三乙基胺35-40份，搅拌20min,搅拌速度100r/min。获得预制液。

2)注入保护气体：运行抽气程序，再将氩气充入反应釜本体75，置换反应釜本体75中的气体。

3)制备反应：按预制液和Fe₃O₄质量比5：1，将Fe₃O₄加入反应釜本体75，使釜内温度处于75℃-80℃，搅拌速度300r/min，搅拌20min后持续注入氨气，搅拌速度400r/min搅拌15min，停止注入氨气及搅拌，静置冷却。

4)注入氟化钠-18（Na¹⁸F）：待反应釜本体75内温度冷却至50℃时按预制液和Na¹⁸F质量比100：7迅速将Na¹⁸F注入反应釜本体75中，搅拌5min，搅拌速度150r/min。

5)收集产物：待反应釜本体75内温度冷却至40℃以下时，收集纳米示踪检测液体。

相关技术中，还包括检测液敷设子系统，检测液敷设子系统包括移动敷液平台85，移动敷液平台85上设有敷液机械臂，敷液机械臂的末端连接有真空室86，真空室86分为上下两部件，上下两部件闭合状态时，安装在真空室86上下两部件外沿的橡胶密封条闭合成密封圈；真空室86两端圆锥段设有九个接管口，九个接管口熔接在真空室86两端圆锥段上，每个接管口端再通过螺纹连接有输送软管及预设功能的阀门。

相关技术中，参见图6，九个接管口中第一个接管口和第二个接管口分别通过输送软管连接有上部进液阀F3，控制纳米示踪检测液体进入真空室86，其中，液体进出阀F4、管道残液排放阀F5和液体进出口F6控制连接第一接管口和第二接管口的管道中纳米示踪检测液体的流动及进出管道；第二接管口和第八接管口分别通过输送软管连接平均阀F15、液上阀F16、液下阀F17控制纳米示踪检测液体进入管道，液位计C0显示筒内液位，同时压力表S1实时测量筒内压力；第五个接管口通过输送软管连接放空口F14作为筒内气体出口；第六个接管口通过输送软管连接增压阀F7、增压器Z1、减压阀F8控制筒内压力，管道末端通过三通阀F12连接筒内安全阀F11和筒内安全阀F13；第七个接管口通过软管连接测满阀F9检测液位是否达到预设上限和测满口W1防止筒内过度充填导致容器损坏或爆裂；第九个接管口通过软管连接上部排液阀F10可有效防止液体倒流和排出旧纳米示踪检测液液防止新旧纳米示踪检测液混合。

参见图7，其中，敷液机械臂包括敷液夹臂87、敷液夹臂螺栓88、敷液开合杆89、敷液推拉杆90、敷液控制仓91、敷液图像探距仪92、第三敷液臂杆93、敷液翻转轴94、第二敷液臂杆95、第一敷液臂杆96、敷液转轴支架97、敷液转动轴98、敷液旋转底座99、敷液固定法兰100和敷液法兰螺栓101；敷液开合杆89穿过敷液夹臂87的中空槽，敷液开合杆89通过敷液夹臂87中部的敷液夹臂螺栓88和敷液夹臂87连接；敷液光圈连接敷液夹臂87；敷液推拉杆90端部和敷液开合杆89通过螺栓固定连接，敷液推拉杆90通过螺纹套入敷液控制仓91内的伺服推杆前端；敷液夹臂87的上下夹具尾端通过敷液控制仓91和第三敷液臂杆93的前端相连接；敷液图像探距仪92固定在第三敷液臂杆93上；第一敷液臂杆96、第二敷液臂杆95、第三敷液臂杆93之间通过敷液翻转轴94组成敷液机械臂的主体；敷液转动轴98和敷液转轴支架97连接，敷液转轴支架97连接敷液旋转底座99，敷液旋转底座99下部设有敷液固定法兰100，敷液固定法兰100通过敷液法兰螺栓101固定在移动敷液平台85。

具体的，敷液开合杆89穿过敷液夹臂87中空槽，进一步通过敷液夹臂87中部的敷液夹臂螺栓88和敷液夹臂87连接。敷液推拉杆90端部和敷液开合杆89通过螺栓固定连接，敷液推拉杆90通过螺纹套入敷液控制仓91内的伺服推杆前端。敷液夹臂87尾端通过敷液控制仓91和第三敷液臂杆93的前端相连接。敷液图像探距仪92通过两根直径10mm不锈钢空芯管焊接固定在第三敷液臂杆93上。第一敷液臂杆96、第二敷液臂杆95、第三敷液臂杆93通过敷液翻转轴94组成智能机械臂的主体。敷液转动轴98安装固定在两敷液转轴支架97之间，敷液转轴支架97通过焊接连接在敷液旋转底座99，敷液旋转底座99下部通过敷液固定法兰100利用敷液法兰螺栓101固定在移动敷液平台85上表面，组成智能机械臂的基础台座。

其中，待敷液控制仓91中限位器提示真空室86闭合完毕时。远程操作人员通过敷液图像测距仪远程传输的作业现场图像判定真空室86已经在待测电缆段成功闭合后工序确认完毕，排液阀开启并且通过法兰连接排液口的真空泵启动，真空计检测气压为105Pa时，排液阀关闭并将制成的纳米示踪检测液体通过出液口64排出反应釜本体75，上部进液阀开启，纳米示踪检测液体流入真空室86，待测触发测液位预设值后关闭上部进液阀。系统调度移动采集平台1移动至真空室86处，移动采集平台1自动调节固化机械臂43将固化光圈44环绕真空室86筒壁并开启紫外线灯带45，移动采集平台1依据系统程序设计通过固化机械臂43调动固化光圈44以5mm/s和真空室86同轴做平移往复运动5min。待移动采集平台1的固化控制仓50中的伺服推杆推动固化推拉杆49并配合固化机械臂43将固化光圈44移出待测电缆段，同时移动敷液平台85中真空室86开始泄压，当真空计测得正常大气压值时，移动敷液平台85的敷液机械臂激活将真空室86上下分离，退出待测电缆段并移动至下一待测电缆区域。此时待测电缆段表面敷设为检测液固化薄膜。

参见图8和图9，相关技术中，电缆绝缘层水树枝形态扫描检测成像系统还包括中心控制子系统，中心控制子系统用于控制移动采集平台1、移动敷液平台85及检测液的调用；中心控制子系统配置有液面传感器、定位传感器、速度传感器、主单片机、第一单片机、第二单片机、第三单片机、第三信号传输器。其中，蓄电池位于保护壳内，提供运行12V电源，保护壳上安装电源开关实现电源控制。

其中，主单片机安装在保护壳内部，获取第一单片机、第二单片机、第三单片机、液面传感器、定位传感器、速度传感器之间的信息，信息通过信息第三信号传输器传输到图像显示器。第一单片机和液面传感器用于控制调节纳米示踪检测液制备子系统。第二单片机和定位传感器用于调节检测液敷设子系统。第三单片机、定位传感器、速度传感器用于控制移动采集平台1及采集器体系。

相关技术中，将XLPE电缆绝缘层水树枝形态全自动扫描检测及成像系统置于待测电缆侧，首先纳米示踪检测液制备子系统通过中心控制子系统启动制备检测液，同时将真空室86于待测电缆段下方就位将真空室86闭合，真空泵启动将真空室86内制成负压空间。制液完成后，中心控制子系统调节检测液输送阀将检测液传输至真空室86中（真空计实时监测传感压力），待注液完成，固化光圈44固化检测液后真空室86分离移至下一待检处。发射器6、射线采集器7、放射素采集器8同时启动，系统将采集数据处理并叠影生成电缆三维绝缘外表面结构图像及水树枝成像。

参见图10，相关技术中，采集器体系采集过程中，将发射器6、射线采集器7、放射素采集器8输出信号放大，积分后多路混合成一路用模/数转换器(A/D转换器)变为数字信号送入计算机处理。

其中，积分器由集成运放和RC积分环组成的积分器是这种转换器的核心部分，输入端接开关Vin。输出端接比较器的输入端；比较器：在积分器之后，比较器的输出信号接至时钟控制门(G)的一个输入端，作为关门和开门信号；计数器：担负计数任务，以便把与输入电压平均值成正比的时间间隔变成脉冲的个数来保存下来，供显示用；控制逻辑模块：具有标准周期T。的时钟脉冲源，接在门G的一个输入端，作为测量时间间隔的标准时间，门的另一端接比较器的输出端，以便由比较器的输出信号控制门的打开和关闭。采样阶段：在转换开始时，开关与输入点接通。在固定时间充电，积分器开始积分；比较阶段：当时间到时，控制逻辑把开关转到标准电压上，开始令电容器放电，放电期间计数脉冲的多少反映了放电时间的长短，从而可以确定V大小，输入电压高则放电时间长，当比较器判定放电完毕时，输出信号令计数停止，此后积分进入修正状态，等待指令信号下一次测量。

参见图11，相关技术中，采集器体系的控制电路中，系统施加电压后，电流进入电路经过分流电阻R1和控制电阻R2，SCL引脚为高电平状态，SDA引脚由高电平向低电平跳变，开始传送数据，电流进入智能控制芯片，在智能控制芯片中重新分配电能后，经接地电容C3通过GND接地；电流经过电容进入传输芯片；控制INT引脚信号传入；经过电容C4和信号隔离电容C5后输出至系统负载。数据传输完毕时，SCL引脚为高电平状态，SDA引脚由低电平向高电平跳变，结束信号处理。

参见图11，在一种可能的实施例中，采集器体系的控制电路中，系统施加电压后，电流进入电路经过分流电阻R1和控制电阻R2，SCL引脚为高电平状态，SDA引脚由高电平向低电平跳变，开始传送数据，电流进入智能控制芯片，在智能控制芯片中重新分配电能后，经接地电容C3通过GND接地和经接地电容C1通过GND接地；电流经过电容进入传输芯片；控制INT引脚信号传入；控制电容C2提高电路稳定性；经过电容C4和信号隔离电容C5后输出至系统负载。数据传输完毕时，SCL引脚为高电平状态，SDA引脚由低电平向高电平跳变，结束信号处理。

相关技术中，将第一图像数据和第二图像数据融合形成电缆绝缘层的微观结构三维成像的原理如下：

发射器6的X射线发射器10发射X射线穿过电缆，X射线穿过电缆后被对面的射线采集器7上A数据接收单元11接收，检测到不同材料对X射线的吸收差异，系统处理这些探测数据，通过数学重建算法生成电缆断面解剖结构的第一图像数据。放射素采集器8环检测已固化检测液薄膜，记录纳米示踪检测液体中放射性同位素衰变的出现位置和时间。利用这些数据，通过系统算法重建出示踪剂在电缆表面的分布图像，显示电缆外绝缘层表面三维微观结构的第二图像数据。将第一图像数据和第二图像数据进行空间配准和叠加，利用第一图像数据的解剖结构信息精确定位第二图像数据中的水树枝微观区域。通过融合图像，可以同时观察到绝缘层水树枝和绝缘层结构异常，更准确地评估绝缘层的状态和分析水树枝形态。

在上述相关技术的基础上，参见图12，本发明实施例提供一种电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法，包括以下步骤：

S1、预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，所述采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；

S2、在每个所述决策周期初始时，激活所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；

S3、当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围。

本实施例中，步骤S3还包括，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项过程中，设定所述待测目标电缆段的位置坐标表示为；所述采集器体系的中心坐标公式为：

==；

所述采集器体系中心与所述待测目标电缆段之间的距离公式为：

=；

发射器6、射线采集器7、放射素采集器8同时启动，系统将采集数据处理并叠影生成电缆三维绝缘外表面结构图像及水树枝成像。

式中，为发射器6的空间x轴坐标；为射线采集器7的空间x轴坐标；为放射素采集器8的空间x轴坐标；为发射器6的空间y轴坐标；为射线采集器7的空间y轴坐标；为放射素采集器8的空间y轴坐标；为发射器6的空间z轴坐标；为射线采集器7的空间z轴坐标；为放射素采集器8的空间z轴坐标；N为体系中仪器个数为3；为采集器体系的中心x轴坐标；为采集器体系的中心y轴坐标；为采集器体系的中心z轴坐标；

设计的控制函数中采集器体系虚拟中心距离项公式为：

；

式中，为常数，虚拟中心距离项在控制函数中所占的比例权重系数。

本实施例中，步骤S3还包括，构建所述采集器体系的采集半径项，所述采集器体系的采集半径项公式为：

=(i=1,2,3)，

式中，为采集器体系中第i例采集设备与待测目标电缆段之间的距离；

设计的控制函数中采集器体系采集半径项公式为：

；

式中，为采集半径项在控制函数中所占的比例权重系数；为常数；为期望的采集半径。

本实施例中，步骤S3还包括，构建所述采集器体系的采集设备避免碰撞项，所述采集器体系中任意两个采集设备的避免碰撞项公式为：

( ,)，

设计的控制函数中采集器体系避免碰撞项公式为：

( , )，

式中，为采集器体系的采集设备安全运行半径。

本实施例中，所述采集器体系的总适控制函数公式为：

；

式中，为采集器体系虚拟中心距离项；为采集器体系采集半径项；为采集器体系避免碰撞项。

参见图13，本发明实施例还提供一种电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统，采用上述实施例的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法，包括：

决策周期配置模块001，用于预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，所述采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；

采集器体系激活模块002，用于在每个所述决策周期初始时，激活所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；

采集器体系轨迹控制模块003，用于当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围。

本实施例中案，所述采集器体系轨迹控制模块003包括：

虚拟中心距离项构建子模块301，用于构建所述采集器体系的虚拟中心距离项，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项过程中，设定所述待测目标电缆段的位置坐标表示为；所述采集器体系的中心坐标公式为：

==；

虚拟中心距离项构建子模块301中，所述采集器体系中心与所述待测目标电缆段之间的距离公式为：

=；

式中，为发射器6的空间x轴坐标；为射线采集器7的空间x轴坐标；为放射素采集器8的空间x轴坐标；为发射器6的空间y轴坐标；为射线采集器7的空间y轴坐标；为放射素采集器8的空间y轴坐标；为发射器6的空间z轴坐标；为射线采集器7的空间z轴坐标；为放射素采集器8的空间z轴坐标；N为体系中仪器个数为3；为采集器体系的中心x轴坐标；为采集器体系的中心y轴坐标；为采集器体系的中心z轴坐标。

所述采集器体系轨迹控制模块003中，设计的控制函数中采集器体系虚拟中心距离项公式为：

；

式中，为常数，虚拟中心距离项在控制函数中所占的比例权重系数。

本实施例中，所述采集器体系轨迹控制模块003包括：

采集半径项构建子模块302，用于构建所述采集器体系的采集半径项，所述采集器体系的采集半径项公式为：

=(i=1,2,3)，

式中，为采集器体系中第i例采集设备与待测目标电缆段之间的距离；

所述采集器体系轨迹控制模块003中，设计的控制函数中采集器体系采集半径项公式为：

；

式中，为采集半径项在控制函数中所占的比例权重系数；为常数；为期望的采集半径。

本实施例中，所述采集器体系轨迹控制模块003包括：

避免碰撞项构建子模块303，用于构建所述采集器体系的采集设备避免碰撞项，所述采集器体系中任意两个采集设备的避免碰撞项公式为：

( ,)，

所述采集器体系轨迹控制模块003中，设计的控制函数中采集器体系避免碰撞项公式为：

( , )，

式中，为采集器体系的采集设备安全运行半径。

本实施例中，所述采集器体系轨迹控制模块003中，所述采集器体系的总适控制函数公式为：

；

式中，为采集器体系虚拟中心距离项；为采集器体系采集半径项；为采集器体系避免碰撞项。

综上所述，本发明通过预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，所述采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；在每个所述决策周期初始时，激活所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围。本发明能够确保采集器体系运行过程中的安全性，为采集器体系对电缆绝缘层水树枝形态有效采集提供保障。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，所述采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；

在每个所述决策周期初始时，激活所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；

当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围；

还包括，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项过程中，设定所述待测目标电缆段的位置坐标表示为E_t＝[x_t y_t z_t]^T；所述采集器体系的中心E_o坐标公式为：

所述采集器体系中心与所述待测目标电缆段之间的距离d_ot公式为：

式中，为发射器6的空间x轴坐标；为射线采集器7的空间x轴坐标；为放射素采集器8的空间x轴坐标；为发射器6的空间y轴坐标；为射线采集器7的空间y轴坐标；为放射素采集器8的空间y轴坐标；为发射器6的空间z轴坐标；为射线采集器7的空间z轴坐标；为放射素采集器8的空间z轴坐标；N为体系中仪器个数为3；x_o为采集器体系的中心x轴坐标；y_o为采集器体系的中心y轴坐标；z_o为采集器体系的中心z轴坐标；

设计的控制函数中采集器体系虚拟中心距离项公式为：

式中，S₁为常数，虚拟中心距离项在控制函数中所占的比例权重系数；

还包括，构建所述采集器体系的采集半径项，所述采集器体系的采集半径项公式为：

式中，为采集器体系中第i例采集设备与待测目标电缆段之间的距离；

设计的控制函数中采集器体系采集半径项公式为：

式中，为采集半径项在控制函数中所占的比例权重系数；S₂为常数；r_a为期望的采集半径；

还包括，构建所述采集器体系的采集设备避免碰撞项，所述采集器体系中任意两个采集设备的避免碰撞项公式为：

设计的控制函数中采集器体系避免碰撞项公式为：

式中，r_s为采集器体系的采集设备安全运行半径。

2.根据权利要求1所述的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法，其特征在于，所述采集器体系的总适控制函数公式为：

F＝F₁+F₂+F₃

式中，F₁为采集器体系虚拟中心距离项；F₂为采集器体系采集半径项；F₃为采集器体系避免碰撞项。

3.电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统，采用权利要求1至2任一项所述的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析方法，其特征在于，包括：

决策周期配置模块，用于预设采集器体系对待测目标电缆段进行数据采集的决策周期，所述采集器体系包括发射器、射线采集器和放射素采集器；

采集器体系激活模块，用于在每个所述决策周期初始时，激活所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的动力使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器在预设轨迹运行；

采集器体系轨迹控制模块，用于当所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器沿预设轨迹运行后，在每个所述决策周期结束时，使所述发射器、所述射线采集器和所述放射素采集器的位置分布对所述待测目标电缆段形成环状包围。

4.根据权利要求3所述的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统，其特征在于，所述采集器体系轨迹控制模块包括：

虚拟中心距离项构建子模块，用于构建所述采集器体系的虚拟中心距离项，构建所述采集器体系的虚拟中心距离项过程中，设定所述待测目标电缆段的位置坐标表示为E_t＝[x_ty_t z_t]^T；所述采集器体系的中心E_o坐标公式为：

虚拟中心距离项构建子模块中，所述采集器体系中心与所述待测目标电缆段之间的距离d_ot公式为：

式中，为发射器6的空间x轴坐标；为射线采集器7的空间x轴坐标；为放射素采集器8的空间x轴坐标；为发射器6的空间y轴坐标；为射线采集器7的空间y轴坐标；为放射素采集器8的空间y轴坐标；为发射器6的空间z轴坐标；为射线采集器7的空间z轴坐标；为放射素采集器8的空间z轴坐标；N为体系中仪器个数为3；x_o为采集器体系的中心x轴坐标；y_o为采集器体系的中心y轴坐标；z_o为采集器体系的中心z轴坐标；

所述采集器体系轨迹控制模块中，设计的控制函数中采集器体系虚拟中心距离项公式为：

式中，S₁为常数，虚拟中心距离项在控制函数中所占的比例权重系数。

5.根据权利要求4所述的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统，其特征在于，所述采集器体系轨迹控制模块包括：

采集半径项构建子模块，用于构建所述采集器体系的采集半径项，所述采集器体系的采集半径项公式为：

式中，为采集器体系中第i例采集设备与待测目标电缆段之间的距离；

所述采集器体系轨迹控制模块中，设计的控制函数中采集器体系采集半径项公式为：

式中，为采集半径项在控制函数中所占的比例权重系数；S₂为常数；r_a为期望的采集半径。

6.根据权利要求5所述的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统，其特征在于，所述采集器体系轨迹控制模块包括：

避免碰撞项构建子模块，用于构建所述采集器体系的采集设备避免碰撞项，所述采集器体系中任意两个采集设备的避免碰撞项公式为：

所述采集器体系轨迹控制模块中，设计的控制函数中采集器体系避免碰撞项公式为：

式中，r_s为采集器体系的采集设备安全运行半径。

7.根据权利要求6所述的电缆绝缘层水树枝形态采集器运动轨迹分析系统，其特征在于，所述采集器体系轨迹控制模块中，所述采集器体系的总适控制函数公式为：

F＝F₁+F₂+F₃

式中，F₁为采集器体系虚拟中心距离项；F₂为采集器体系采集半径项；F₃为采集器体系避免碰撞项。