一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，包括无人机、导航定位定向模块、数据处理模块、三维激光扫描模块、数码相机和电池模块。本实用新型专利技术利用无人机载三维激光扫描仪获取输电线路与下方物体的间距信息，对于线下间距小于安全阈值的隐患点实时记录地理信息并拍摄照片，便于人工通过照片排除线下飞鸟等干扰因素，测量精度较高。克服了现有人工巡线效率较低，误差较大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及输电线路巡检
，具体涉及一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统
技术介绍
随着输电线路的快速发展，越来越多的输电线路架设在山地、丘陵等复杂地形上。我国东部、南部等超特高压密集地区多雨气候环境和退耕还林惠民政策的逐渐普及，使得超特高压线路所通过山区森林覆盖率呈现大幅提高趋势。当树、竹等植被生长较高时，会造成对输电线路空气距离不足引起输电线路跳闸，影响电网的正常运行。目前我国输电线路巡检仍以人工巡检为主，巡线人员需要经过大量的山地密林区域，巡检效率较低。同时由于山区地形影响，巡检人员较难实现输电线路下方树、竹高度的准确测量，造成极大的安全隐患。随着无人机技术的发展，其不受地形环境影响的制约，可搭载多种测量设备的优点，使得输电线路无人机巡检渐渐得到推广。但现有无人机巡检主要针对输电线路本体，搭载可见光、红外成像、紫外成像等设备进行输电线路本体缺陷的检测。专利号为CN 204481394U的“一种输电线路无人机视频监控系统”虽然可以得到通道的二维图像，但无法通过二维图像得到高度信息。专利号为CN 203658576U的“无人机载激光雷达架空输电走廊测绘系统”虽然涉及利用激光雷达来测绘输电走廊的方法，但其仅针对输电走廊的测绘，无法实现输电线路与下方物体间距的测量和隐患点的定位。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下
间距测量系统，实现输电线路与下方树竹间距的测量和隐患点定位，为线路运维人员及时消除树竹放电隐患提供技术支撑，大幅降低线路运维人员的工作量，提高输电线路树竹放电隐患巡检效率。为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，包括无人机、导航定位定向模块、数据处理模块、三维激光扫描模块、数码相机和电源模块，所述的导航定位定向模块、数据处理模块、三维激光扫描模块、数码相机和电源模块均分别安装于无人机上，所述的导航定位定向模块分别通信连接无人机和数据处理模块，所述的三维激光扫描模块和数码相机分别通信连接数据处理模块，所述的电源模块为无人机、导航定位定向模块、数据处理模块、三维激光扫描模块和数码相机供电。所述的一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，所述的无人机为载荷能力强的固定翼无人机或八旋翼无人机，无人机底部设有用于挂载导航定位定向模块、数据处理模块、三维激光扫描模块、数码相机和电源模块的吊舱。所述的一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，所述的数据处理模块使用数字信号处理芯片作为控制芯片。所述的一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，所述的三维激光扫描模块为脉冲式三维激光扫描模块。所述的一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，所述的数码相机安装有广角镜头。所述的一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，所述电源模块6采用12V电池作为电能存储介质。本技术的技术效果在于：1)、提高输电线路线下树竹放电隐患的巡视质量，及时发现输电线路下方超限的树竹隐患点。2)、记录疑似隐患点照片，可通过人工排除测量过程中的干扰因素，提高隐患点确认精度。3)、系统仅需记录隐患点位置信息和对应照片，无需存储巡视全线的三维激光扫描数据，减小了数据处理单元的运算量，提高了电池利用率。4)、大量节省山区等复杂地形输电线路的巡检费用，提高巡检效率。下面结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术的结构框图。具体实施方式如图1所示，本技术的基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统包括无人机1，导航定位定向模块2，数据处理模块3，三维激光扫描模块4，数码相机5，电源模块6。所述无人机1采用载荷能力强的固定翼无人机或八旋翼无人机，测量设备的挂载采用集成于无人机1底部吊舱方式。所述导航定位定向模块2用来对无人机的路线和姿态进行定位。飞行前使用计算机向导航定位定向模块2输入巡检线路各杆塔经纬度和高度信息。无人机飞行时，导航定位定向模块2通过接收GPS定位信息，实时收集飞机的位置、加速度和角速度信息。导航定位定向模块2将实时信息与预设信息进行对比后，通过信号线向无人机动力装置发送控制信息，进行飞行反馈控制。所述数据处理模块3使用数字信号处理(DSP)作为控制芯片，通过串行总线实时接入三维激光扫描模块4的测量数据并对数据进行快速建模，根据所建模型实时计算导线对下方树、竹的距离。当间距小于预设阈值时，记录该
位置地理信息，并触发数码相机5进行拍照。所述三维激光扫描模块4采用脉冲式原理，主动向输电线路及下方物体各角度物体发射扫描激光信号，当激光信号被物体反射后，三维激光扫描模块3密集地大量获取反射物体的数据点信息，并将数据实时传输至数据处理模块3。所述数码相机5安装有广角镜头，接收数据处理模块3触发信号后实现单次拍摄，并将照片存入数据处理模块3。所述电源模块6采用12V电池作为电能存储介质，电池通过不同输出的直流调压电路产生各幅值电压，向各测量设备供电。所述导航定位定向模块2、数据处理模块3、三维激光扫描模块4、数码相机5和电源模块6安装于无人机1底部的吊舱内，实现所有测量设备的稳定机载。所述无人机1飞行于输电线路上方，用以实现输电线路与线下树、竹间距的测量。所述基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，飞行完成后向电脑导出隐患点经纬度信息和对应照片，人工通过照片排除线下飞鸟等干扰因素。本技术基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，针对输电线路与下方树、竹间距的测量和隐患点定位，利用无人机巡检快速获得隐患点位置信息，精度较高。克服了现有人工巡线效率较低，误差较大的问题。以上内容是本技术具体实施方式的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施方式仅限于此，对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为本技术由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，其特征在于，包括无人机(1)、导航定位定向模块(2)、数据处理模块(3)、三维激光扫描模块(4)、数码相机(5)和电源模块(6)，所述的导航定位定向模块(2)、数据处理模块(3)、三维激光扫描模块(4)、数码相机(5)和电源模块(6)均分别安装于无人机上，所述的导航定位定向模块(2)分别通信连接无人机和数据处理模块(3)，所述的三维激光扫描模块(4)和数码相机(5)分别通信连接数据处理模块(3)，所述的电源模块(6)为无人机(1)、导航定位定向模块(2)、数据处理模块(3)、三维激光扫描模块(4)和数码相机(5)供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，其特征在于，包括无人机(1)、导航定位定向模块(2)、数据处理模块(3)、三维激光扫描模块(4)、数码相机(5)和电源模块(6)，所述的导航定位定向模块(2)、数据处理模块(3)、三维激光扫描模块(4)、数码相机(5)和电源模块(6)均分别安装于无人机上，所述的导航定位定向模块(2)分别通信连接无人机和数据处理模块(3)，所述的三维激光扫描模块(4)和数码相机(5)分别通信连接数据处理模块(3)，所述的电源模块(6)为无人机(1)、导航定位定向模块(2)、数据处理模块(3)、三维激光扫描模块(4)和数码相机(5)供电。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机载激光扫描的输电线路线下间距测量系统，其特征在于，所述的无人机(1)为载荷能力强的固定翼...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳一石，邹妍晖，王峰，王成，巢亚锋，段建家，彭波，黄福勇，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11