一种基于激光点云的输电线路巡检系统及巡检方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于激光点云的输电线路巡检系统及方法，该方法包括：对采集的激光点云数据进行预处理；对预处理后的激光点云数据进行解算处理，建立输电线走廊的三维激光模型；结合输电线走廊的实际物体进行激光点云分类，建立高精度的激光点云杆塔模型，分类识别塔杆数据以及电力线路数据；根据建立的高精度的激光点云杆塔模型的数据，进行航迹规划，对每一个需要拍照的点进行确认，通过将每个拍照点进行连接，确定无人机自主巡检轨迹。本发明专利技术通过对获取的激光点云数据进行分析处理获得拍照点，实现了根据激光点云数据自动规划巡检航线，提高无人机巡检效率。提高无人机巡检效率。提高无人机巡检效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光点云的输电线路巡检系统及巡检方法


[0001]本专利技术属于电力巡检
，尤其涉及一种基于激光点云的输电线路巡检方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]输电线路的安全运行是保障电网稳定运行的基础，随着输电线路的常年运行，不可避免的会产生线路缺陷，为保障输电线路安全运行，需要及时排查并消除线路缺陷，将输电线路运维风险降到最低。
[0004]对建成并投入应用的输电线路进行巡线，是保证供电力络安全的重要措施，是运营维护管理部门开展的重要工作。原来的输电线路运行维护方式，工作人员劳动强度较大，工作效率也无法得到保证，尤其有输电线路出现突发故障，或者在异常气候条件下，输电线路运行维护人员需要乘座交通工具，或者地面行走的方式，采用普通的故障诊断设备，或者凭借经验来对输电线路和电力设备故障进行判断，这与信息化时代的快捷、高效完全不符，需要建立起满足当前智能电网要求的巡线技术，采用机载三维激光雷达进行巡线可以有效的提高工作效率。
[0005]导致无人机巡检效率低输电线路主要有两种线路形式，分别是架空输电线路和电缆线路，其中架空输电线路主要架设在地面之上，野外分布较广，地形复杂，自然环境较恶劣。输电线路设备受自然环境和人为因素的影响，自然环境影响表现在长时间暴露在野外，经常受到雷击、覆冰导致材料被腐蚀老化；而且交叉跨越线路的测量是架空输电线路测量工作中的重点，为了保证输电线路安全稳定运行，线路巡检时必须确保交叉跨越点对地距离满足规程要求，防止发生线路解除故障。因此，无人机如何自动规划合理巡检航线，迅速地实现输电线路自主无人机巡检是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于激光点云的输电线路巡检方法及系统，通过精准三维的激光点云数据来实现航线的自主生成和自主的规划，从而实现无人机全程无人化巡检作业飞行。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种基于激光点云的输电线路巡检方法，包括：
[0009]利用机载雷达采集输电线路走廊激光点云数据，并对所述激光点云数据进行预处理；
[0010]对预处理后的激光点云数据进行解算处理，建立输电线走廊的三维激光模型；
[0011]结合输电线走廊的实际物体进行激光点云分类，建立高精度的激光点云杆塔模型，分类识别塔杆数据以及电力线路数据；
[0012]根据建立的高精度的激光点云杆塔模型的数据，进行航迹规划，对每一个需要拍照的点进行确认，通过将每个拍照点进行连接，确定无人机自主巡检轨迹。
[0013]本专利技术第二方面提供了一种基于激光点云的输电线路巡检系统，包括：
[0014]预处理模块，被配置为：对采集的输电线路走廊激光点云数据进行预处理；
[0015]三维激光模型建立模块，被配置为：对预处理后的激光点云数据进行解算处理，建立输电线走廊的三维激光模型；
[0016]激光点云杆塔模型建立模块，被配置为：结合输电线走廊的实际物体进行激光点云分类，建立高精度的激光点云杆塔模型，分类识别塔杆点云以及电力线路点云；
[0017]无人机自主巡检轨迹模块，被配置为：根据建立的高精度的激光点云杆塔模型的数据，进行航迹规划，对每一个需要拍照的点进行确认，通过将每个拍照点进行连接，确定无人机自主巡检轨迹。
[0018]本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的一种基于激光点云的输电线路巡检方法中的步骤。
[0019]本专利技术第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的一种基于激光点云的输电线路巡检方法中的步骤。
[0020]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0021](1)本专利技术通过对获取的激光点云数据进行分析处理获得拍照点，将拍照点依次相连确定无人机自主巡检轨迹，实现了根据激光点云数据自动规划巡检航线，提高无人机巡检效率。
[0022](2)本专利技术通过对激光点云数据进行粗分类和细分类结合的方式获取输电线路以及塔杆点，在获取输电线路后，根据特征对比获取导线点云以及交叉跨线点云，并建立拍照点，实现对交叉跨线点的精细化巡检。
[0023]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0024]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0025]图1为第一个实施例的方法流程图。
具体实施方式
[0026]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。
[0028]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]实施例一
[0030]如图1所示，本实施例公开了一种基于激光点云的输电线路巡检方法，包括：
[0031]步骤1、利用机载雷达采集输电线路走廊激光点云数据，并对激光点云数据进行预处理；
[0032]步骤2、对预处理后的激光点云数据进行解算处理，建立输电线走廊的三维激光模型；
[0033]步骤3、结合输电线走廊的实际物体进行激光点云分类，建立高精度的激光点云杆塔模型，分类识别塔杆点云以及电力线路点云；
[0034]步骤4、根据建立的高精度的激光点云杆塔模型的数据，进行航迹规划，对每一个需要拍照的点进行确认，通过将每个拍照点进行连接，确定无人机自主巡检轨迹。
[0035]作为进一步的实施例，在步骤1中，考虑到通过无人机航摄完成的激光点云数据是以航线为单元提供的，一方面数据量大，另一方面航线间存在重叠，为了便于后续应用，因此需要按作业单元进行相关的镶嵌和裁切工作；
[0036]1)确定镶嵌线
[0037]在镶嵌线绘制过程中，重点考虑以下要求：(1)航线接边差应满足设计要求；(2)镶嵌线应尽量选择在重叠处的中央；(3)因激光扫描日期引起航线间地物存在明显差异时，错嵌线应尽量沿沟渠、行树、乡村路等带状覆盖的中心区域绘制，平原区域作物生长差异明显时尤其要避免在大面积平坦耕地中穿过。
[0038]2)噪声滤除
[0039]采用机载激光雷达扫描法获取的点云数据，在测量过程中不可避免地混有不合理的噪声点，噪声点的产生主要是由仪器的系统误差和被测对象的物理特性引起的。噪声点分为高于或低于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光点云的输电线路巡检方法，其特征在于，包括：利用机载雷达采集输电线路走廊激光点云数据，并对所述激光点云数据进行预处理；对预处理后的激光点云数据进行解算处理，建立输电线走廊的三维激光模型；结合输电线走廊的实际物体进行激光点云分类，建立高精度的激光点云杆塔模型，分类识别塔杆数据以及电力线路数据；根据建立的高精度的激光点云杆塔模型的数据，进行航迹规划，对每一个需要拍照的点进行确认，通过将每个拍照点进行连接，确定无人机自主巡检轨迹。2.如权利要求1所述的一种基于激光点云的输电线路巡检方法，其特征在于，所述预处理包括：根据航线接边差以及航线间地物信息确定航迹镶嵌线以及对机载雷达采集到的输电线路激光点云数据进行去噪处理。3.如权利要求1所述的一种基于激光点云的输电线路巡检方法，其特征在于，所述对预处理后的激光点云数据进行解算处理，包括：采用ICP算法对激光点云数据进行配准，通过迭代对应点搜寻和最小化点对整体距离以估计变换矩阵。4.如权利要求1所述的一种基于激光点云的输电线路巡检方法，其特征在于，所述建立输电线走廊的三维激光模型，包括：采用开源的三维渲染引擎对预处理的所述点云数据进行场景渲染，生成激光点云三维模型；采用分页技术对激光点云三维模型进行动态调整。5.如权利要求1所述的一种基于激光点云的输电线路巡检方法，其特征在于，所述的分类识别电力线路点云以及塔杆点云包括：对处理后的激光点云进行粗分类，获得输电线路点云以及塔杆点云，过滤掉地面点云以及高低植被点云；然后对输电线路点云以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，马文立，姚超，吴洁，吴昊，周涵，王浩舜，唐鹏程，薛浩，张超，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济宁供电公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：