基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统技术方案

本发明专利技术公开了基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，包括：对目标区域进行扫描，获得扫描数据；基于扫描数据建立目标区域三维模型，将目标区域三维模型与地形景观数据结合组成电力线路资产管理平台；基于电力资产信息建立资产管理数据库，移动工作站在电力线路资产管理平台中增加目标区域三维模型的拓扑关系和电力资产信息；基于目标区域电塔上的监控设备传回的数据，基于视频监控数据进行电力分析；将视频监控数据以及电力线路资产管理平台中的数据发送至指挥中心；将视频监控数据以及三维点云数据进行对比，基于对比结果对目标区域的灾害情况进行评估；系统能够自动高效且准确的对电力线路灾害情况进行监测与分析。

Airborne data telemetry and analysis system of UAV lidar based on satellite communication

【技术实现步骤摘要】
基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统
本专利技术涉及电力线路灾害监测领域，具体地，涉及基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统。
技术介绍
由于电力线路经过的区域面积大，电力线路距离长，使得电力线路在其路径上容易因为灾害情况导致其出现故障。现有技术中对电力线路灾害情况的监测主要采用人工进行巡检，如人工现在进行检测，上报灾害的类型、面积等等其他数据，然后由指挥中心派人进行抢修，但是人工检测和判断存在效率低和依赖人工经验进行判断，判断准确率得不到保障的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是为解决现有技术中人工监测电力线路灾害情况存在的不足，本专利技术提供了一种基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，本系统能够自动高效且准确的对电力线路灾害情况进行监测与分析。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，所述系统包括：数据采集单元，用于对目标区域进行扫描，获得扫描数据；移动工作站，用于基于扫描数据建立目标区域三维模型，将目标区域三维模型与地形景观数据结合组成电力线路资产管理平台；基于电力资产信息建立资产管理数据库，移动工作站在电力线路资产管理平台中增加目标区域三维模型的拓扑关系和电力资产信息；分析单元，用于基于目标区域电塔上的监控设备传回的数据，基于视频监控数据进行电力分析；通信单元，用于将视频监控数据以及电力线路资产管理平台中的数据发送至指挥中心；指挥中心，用于将视频监控数据以及三维点云数据进行对比，基于对比结果对目标区域的灾害情况进行评估。本专利技术中的系统利用卫星网络技术与机载激光雷达搭建基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，可快速对灾害区域进行数据采集，实现灾害区域快速定位，并三维还原灾害场景。监测人员根据三位点云以及影像数据对灾害现场损坏性精准评估，及时提出安全有效的响应办法。基于激光点云对电力走廊范围的地物建立三维模型，与地形景观共同组成电力线路资产管理平台。根据已知的电力资产信息建立资产管理数据库，增加三维模型的拓扑关系和详细的资产信息，实现电力资产的三维可视化管理。根据电塔上的监控设备传回的数据，在三维数字化电网的基础上进行各种专业电力分析，如预测模拟不同温度、风速、覆盖条件下弧垂变化情况，模拟树木生长情况，为线路管理决策提供有力支撑。再通过卫星通信网络，将现场视频信息传回指挥中心，指挥中心根据对比三维点云以及影像数据，对灾害现场损坏进行精准评估，及时提出安全有效的响应办法。优选的，所述数据采集单元具体为搭载有机载激光雷达的无人机。优选的，基于视频监控数据进行电力分析包括：预测模拟不同温度、风速和覆盖条件下弧垂变化情况，以及模拟树木生长情况。优选的，通信单元采用卫星通信网络进行通信。优选的，移动工作站还用于对目标区域进行定位。优选的，对目标区域的灾害情况进行评估包括：对危险地物进行检查、报警、并输出检测结果统计列表；对杆塔位移/倾斜自动探测；对线路走廊地形空间进行分析，地质灾害识别。优选的，所述数据采集单元中安装有无人机飞行控制系统，无人机飞行控制系统包括：能见度识别单元，用于采集无人机预设范围内的能见度信息；风力大小采集单元，用于采集无人机预设范围内的风力大小；检测单元，用于检测无人机与移动工作站的通信传输质量；预估单元，用于基于目标区域的大小，计算出扫描路径和飞行时间，基于飞行时间判断无人机剩余电量是否能够完成本次目标区域的扫描；控制单元，用于在当无人机预设范围内的能见度低于预设要求时，控制无人机停止扫描操作；当无人机预设范围内的风力大于预设要求时，控制无人机停止飞行；当无人机与移动工作站的通信传输质量低于预设要求时，控制无人机停止飞行；当无人机剩余电量不能够完成本次目标区域的扫描时，控制无人机停止飞行。优选的，所述系统还包括生成单元，用于基于目标区域的灾害情况的评估结果生成评估报告，基于评估报告生成灾害情况抢修方案。优选的，所述系统还包括报警单元，用于当评估报告中的灾害等级满足预设要求时，向预设终端发送告警信息，并将抢修方案发送到抢修队。优选的，所述系统还包括存储单元，用于对系统采集的视频信息、扫描数据和系统运行信息进行存储。本专利技术提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术中的系统能够提高线路巡检数据的精度。即精细化巡检，包括地形、树高、塔杆、电线弧垂及交叉跨越，人工巡检无法做到厘米级精度。本专利技术中的系统能够实现全自动进行危险地物(特别是树木、交叉跨越)检查、报警、并输出检测结果统计列表。本专利技术中的系统能够实现对杆塔位移/倾斜自动探测。本专利技术中的系统能够实现线路走廊地形空间分析，地质灾害识别。本专利技术中的系统能够实现为沿线的植被管理、植被生长预测、制定植被砍伐计划提供依据。本专利技术中的系统能够实现DEM可反映线路走廊地形的起伏状态，可以作为线路走廊滑坡分析、杆塔倾斜探测的基础。本专利技术中的系统能够实现线路的三维信息管理：通过机载激光雷达系统获取线路及其走廊的点云、正射影像、地面模型、三维模型等多种数据可用于线路的全生命周期信息化管理，了解每基杆塔的建成时间、历史巡检时间、历史故障、故障检修时间。本专利技术中的系统能够实现利用卫星便携站将前端采集数据实时回传至后端，解决在无网络覆盖情况下的数据传输时效性问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1是本专利技术中基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统的组成示意图；其中，1-无人机，2-机载激光雷达，3-移动工作站，4-指挥中心，5-卫星，6-通信单元。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，其特征在于，所述系统包括：/n数据采集单元，用于对目标区域进行扫描，获得扫描数据；/n移动工作站，用于基于扫描数据建立目标区域三维模型，将目标区域三维模型与地形景观数据结合组成电力线路资产管理平台；基于电力资产信息建立资产管理数据库，移动工作站在电力线路资产管理平台中增加目标区域三维模型的拓扑关系和电力资产信息；/n分析单元，用于基于目标区域电塔上的监控设备传回的数据，基于视频监控数据进行电力分析；/n通信单元，用于将视频监控数据以及电力线路资产管理平台中的数据发送至指挥中心；/n指挥中心，用于将视频监控数据以及三维点云数据进行对比，基于对比结果对目标区域的灾害情况进行评估。/n

【技术特征摘要】
1.基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，其特征在于，所述系统包括：
数据采集单元，用于对目标区域进行扫描，获得扫描数据；
移动工作站，用于基于扫描数据建立目标区域三维模型，将目标区域三维模型与地形景观数据结合组成电力线路资产管理平台；基于电力资产信息建立资产管理数据库，移动工作站在电力线路资产管理平台中增加目标区域三维模型的拓扑关系和电力资产信息；
分析单元，用于基于目标区域电塔上的监控设备传回的数据，基于视频监控数据进行电力分析；
通信单元，用于将视频监控数据以及电力线路资产管理平台中的数据发送至指挥中心；
指挥中心，用于将视频监控数据以及三维点云数据进行对比，基于对比结果对目标区域的灾害情况进行评估。


2.根据权利要求1所述的基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，其特征在于，所述数据采集单元具体为搭载有机载激光雷达的无人机。


3.根据权利要求1所述的基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，其特征在于，基于视频监控数据进行电力分析包括：预测模拟不同温度、风速和覆盖条件下弧垂变化情况，以及模拟树木生长情况。


4.根据权利要求1所述的基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，其特征在于，通信单元采用卫星通信网络进行通信。


5.根据权利要求1所述的基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，其特征在于，移动工作站还用于对目标区域进行定位。


6.根据权利要求1所述的基于卫星通信的无人机激光雷达航空数据遥测与分析系统，其特征在于，对目标区域的灾害情况进行评估包括：对危险地物进行检查、报警、并输出检...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪，陈亮，汪晓帆，曹刚，张云，曾仕伦，朱礼鹏，吴红，朱敏，兰沂梅，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司眉山供电公司，
类型：发明
国别省市：四川;51