一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法技术

本发明专利技术提供了一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法，属于线路应急止舞技术领域。一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法，其特征在于：包括坐标基准点空间面域，所述坐标基准点空间面域为多点式分布结构的基准站坐标点构建形成的三维空间坐标系，设置在所述坐标基准点空间面域内的扫描装置、抛射装置，所述扫描装置、所述抛射装置与设置在高性能计算机中的中控系统相连接，所述中控系统包括坐标点修正模块、间隔棒识别模块、点云模型轨迹模块、抛射轨迹预测模块、执行模块。在抛物线方程的基础上，构建空间几何坐标与时间轴线的动态模型，为对输电线路的应急止舞提供高精准度的抛物线轨迹规划方案。线轨迹规划方案。线轨迹规划方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法


[0001]本专利技术属于线路应急止舞
，具体涉及一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展，对电能的需求量和对电能质量的要求也不断提高，电力能源已经成为社会存在和发展的必需品。但是由于各种因素的影响，我国部分地区电网事故还依然存在，电网事故不仅影响大、速度快、后果严重，而且直接影响国家的生产建设和人民的生活秩序。所以必须对输电线路舞动给予高度的重视，尤其注重舞动的防治工作。
[0003]目前国网河南省电力公司科学研究院已将抛射装置等新技术应用到输电线路的导线止舞工作中，取得了良好的效果。但在抛射装置推进过程中，发现一些问题，主要包含以下方面：
[0004]1.抛射力度、角度等参数不能确定，需要靠频繁的调整测试；
[0005]2.导线舞动时边界不能识别，导致导线舞动时加大了抛射难度；
[0006]3.抛射仿真环境缺乏。
[0007]在授权公告号为CN113872136A的专利文献公开了一种输电线路应急止舞用拉索抛射装置，其主体为抛射结构，侧重于对抛射结构的设计性优化，可以通过对装置的操作实现抛射过程，但是该抛射过程仅适用于不需要考虑抛射失败影响因素的抛射作业，同时针对高架线路上的多组输电线路，若不对抛射过程加以控制，容易形成抛射线横跨多跟输电线路，造成输电线路间短接的隐患。缺乏舞动边界读取的必要设计，且无法系统地对抛射角度和抛射初速度进行调整。
[0008]在授权公告号为CN114243611A的专利文献公开了一种输电线路应急止舞控制装置，属于电力运维
包括绝缘拉索、绕线盘、底座和棘轮机构；所述绝缘拉索用于牵引输电线路导线并锚固至地面；所述绕线盘用于缠绕所述绝缘拉索并将所述绝缘拉索水平延伸，沿中心轴线设置有转轴；所述底座用于将绕线盘固定在地面上，所述转轴的两端与所述底座转动连接；所述棘轮机构设置在所述底座上，与所述转轴连接，能够使所述绕线盘只向一个方向转动；所述棘轮机构具有双向逆止功能。但是，该专利文献没有对导线舞动进行检测扫描，在抛射拉索时无法保证抛射角度正确。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供为输电线路提供应急止舞的一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0011]一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法，包括坐标基准点空间面域，所述坐标基准点空间面域为多点式分布结构的基准站坐标点构建形成的三维空间坐标系，设置在所述坐标基准点空间面域内的扫描装置、抛射装置，所述扫描装置、所述抛射装置与设置在高性
能计算机中的中控系统相连接，所述高性能计算机上设置高精度电子时钟，
[0012]所述扫描装置包括测绘雷达、安装所述测绘雷达的数据云台、所述测绘雷达上设置的坐标点效验单元、数据传输端A,
[0013]所述抛射装置包括绳索抛射器、安装所述绳索抛射器的设备云台、控制所述绳索抛射器作业及初始作用力大小的电磁阀、所述绳索抛射器上设置的坐标点定位单元、数据传输端B,
[0014]所述中控系统包括坐标点修正模块、建模识别模块、间隔棒识别模块、点云模型轨迹模块、抛射轨迹预测模块、执行模块。
[0015]所述基准站坐标点包括GPS+RTK空间坐标系定位基准点、AHRS传感器坐标点定位基准点，所述坐标基准点空间面域根据多点式分布的所述基准站坐标点的相对位置构建所述基准站坐标点为边界的三维空间坐标系。
[0016]所述测绘雷达包括360度旋转式雷达、平面照射式雷达、单点高速点云雷达，所述绳索抛射器为压力可调的气动抛绳器，所述数据云台、所述设备云台为双轴旋转结构的微调云台，所述坐标点效验单元、所述坐标点定位单元为高精度电子陀螺仪，所述数据传输端A、所述数据传输端B为无线信号收发芯片，所述数据传输端A实现所述测绘雷达、所述数据云台、所述坐标点效验单元与所述中控系统间的数据交互，所述数据传输端B实现所述设备云台、所述电磁阀、所述坐标点效验单元与所述中控系统间的数据交互。
[0017]所述坐标点修正模块以所述坐标基准点空间面域构建的三维空间坐标系为基础导入所述坐标点校验单元、所述坐标点定位单元的动态坐标参数并结合所述高精度电子时钟上读取的时间节点，建立三维坐标下的时间轴运动轨迹模型；所述点云模型轨迹模块将所述测绘雷达反馈的相关数据参数与所述高精度电子时钟上读取的时间节点合并为钟摆轨迹特征参数，所述间隔棒识别模块检索所述测绘雷达反馈的相关数据参数中的间隔棒特征数据并标注输出。
[0018]所述抛射轨迹预测模块监测所述设备云台的三维角度，所述抛射轨迹预测模块向所述建模识别模块输出由所述电磁阀控制所述绳索抛射器的所述初始作用力F及由设备云台控制通过所述坐标点定位单元反馈的相对角度R构成的抛物线轨迹方程，所述建模识别模块将所述点云模型轨迹模块的输出数据导入到所述坐标点修正模块内并以所述间隔棒识别模块标注的节点为舞动区间构建输电线路的三维舞动特征模型，所述建模识别模块内置OpenSceneGraph(简称OSG)三维渲染引擎；所述建模识别模块选择输电线路的三维舞动特征模型中舞动幅度最大的所述间隔棒识别模块标注的节点作为抛射止舞的作用点，不断调整所述抛射轨迹预测模块中的初始作用力F及相对角度R的特征参数，直到所述抛射轨迹预测模块的最高点高于抛射止舞的作用点，通过所述执行模块控制所述抛射装置进行作业。
[0019]进一步的，在输电线路中，当输电线路受到横向速度风载荷时，就会产生加速运动，并且线路还将经受空气动力学力矩便会产生巨大的扭曲。当扭转运动的频率与其垂直运动的频率同步时，就会发生导线舞动的情况。由于目前对于导线出现舞动的机制尚不够完全清楚，同时由于技术不够先进，所以针对预防导线舞动的措施尚未完成。然而，从导线舞动的重复性上可以看出，输电线路的舞动主要是通过一定的周期进行运动的。电线的扭动操作是产生舞动的主要原因。当大振幅线出现舞动时，它将在同一周期内形成扭转运动。
对于导线本身吸收的能量，绝缘体，端子和其他金具吸收的能量的比例非常小，并且容易发生舞动的情况。导线的张力越大，其本身吸收的能量也就越少，因而也就越有利于舞动情况的形成与发展。
[0020]进一步的，如果输电线路是在外界环境因素的影响下出现舞动，其持续的时间较长，影响范围较大，则会进一步导致输电线路其他类型故障的产生，严重时会导致整个电力输电系统的瘫痪，带来的经济损失则是巨大的。舞动故障导致的电网系统停运，通常是因为舞动故障导致电网内部的机构受到了巨大的损伤，如果工作人员没有及时采取措施进行维护，则会导致电网结构内部出现永久、不可逆的损伤，进而会出现大面积、长时间的停电现象。
[0021]进一步的，根据国内外统计资料，导线舞动多发生于平原开阔地区，这是不难理解的。因为与山区或丘陵地区相比，平原、开阔地区无论从风速还是空气的流态来说，都更加有利于舞动的形成。通过气流对导线作用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法，其特征在于：包括坐标基准点空间面域，所述坐标基准点空间面域为多点式分布结构的基准站坐标点构建形成的三维空间坐标系，设置在所述坐标基准点空间面域内的扫描装置、抛射装置，所述扫描装置、所述抛射装置与设置在高性能计算机中的中控系统相连接，所述高性能计算机上设置高精度电子时钟，所述扫描装置包括测绘雷达、安装所述测绘雷达的数据云台、所述测绘雷达上设置的坐标点效验单元、数据传输端A,所述抛射装置包括绳索抛射器、安装所述绳索抛射器的设备云台、控制所述绳索抛射器作业及初始作用力大小的电磁阀、所述绳索抛射器上设置的坐标点定位单元、数据传输端B,所述中控系统包括坐标点修正模块、建模识别模块、间隔棒识别模块、点云模型轨迹模块、抛射轨迹预测模块、执行模块。2.如权利要求1所述的一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法，其特征在于：所述基准站坐标点包括GPS+RTK空间坐标系定位基准点、AHRS传感器坐标点定位基准点，所述坐标基准点空间面域根据多点式分布的所述基准站坐标点的相对位置构建所述基准站坐标点为边界的三维空间坐标系。3.如权利要求1所述的一种基于激光雷达辅助的精准抛射方法，其特征在于：所述测绘雷达包括360度旋转式雷达、平面照射式雷达、单点高速点云雷达，所述绳索抛射器为压力可调的气动抛绳器，所述数据云台、所述设备云台为双轴旋转结构的微调云台，所述坐标点效验单元、所述坐标点定位单元为高精度电子陀螺仪，所述数据传输端A、所述数据传输端B为无线信号收发芯片，所述数据传输端A实现所述测绘雷达、所述数据云台、所述坐标点效验单元与所述中控系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕中宾，张博，刘光辉，刘泽辉，宋高丽，炊晓毅，谢凯，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：