输电线路树障隐患危害的监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种输电线路树障隐患危害的监测方法及装置，基于输电通道监拍图像及输电通道点云进行树障隐患监测，所述方法包括以下步骤：通过连通性将输电通道点云中的树木划分为多组；将输电通道点云中每组树木映射到所述监拍图像上；识别监拍图像中的树木区域，并与点云映射到监拍图像上的树木区域作对比；依据对比结果计算图像中树木的高度，并计算图像中的树木与输电线路导线的距离。本发明专利技术在进行输电线路通道隐患运检时，可以快速的判定树障隐患的危害程度，避免了树木生长对导线造成破坏，为输电线路安全保障提供了技术支撑。为输电线路安全保障提供了技术支撑。为输电线路安全保障提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
输电线路树障隐患危害的监测方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种输电线路树障隐患危害的监测方法及装置，属于输电线路智能运检


技术介绍

[0002]输电通道场景复杂多样，其中存在着许多输电线路附近有树木的情况，因为树木与导线的距离过小容易引发导线的放电现象，因此输电线路附近的树木的生长对输电线路带来极大的风险。
[0003]当遭遇大风天气，导线与树木均会发生晃动，存在树线距离进一步缩小的可能性，更容易造成事故的发生。树障隐患是输电线路智能巡检重点关注的问题，当前常用的防控手段有人工巡检、可视化监测、无人机巡检等，这几种巡检方式可有效避免树障隐患的危害，但同时也存在不足，人工巡检的方式需要耗费大量的人工成本，可视化监测的方式对真实距离判断的准确度较差，无人机巡检价格昂贵，无法频繁的进行巡检。
[0004]综上所述，如何提供一种高效、准确、成本较低的输电线路树障隐患的监测方法，减少树障隐患，是目前本领域技术人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种输电线路树障隐患危害的监测方法及装置，能够判定树障隐患的危害程度，避免树木生长对导线造成破坏，为输电线路安全保障提供技术支撑。
[0006]本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供的一种输电线路树障隐患危害的监测方法，基于输电通道监拍图像及输电通道点云进行树障隐患监测，所述方法包括以下步骤：
[0008]通过连通性将输电通道点云中的树木划分为多组；
[0009]将输电通道点云中每组树木映射到所述监拍图像上；
[0010]识别监拍图像中的树木区域，并与点云映射到监拍图像上的树木区域作对比；
[0011]依据对比结果计算图像中树木的高度，并计算图像中的树木与输电线路导线的距离。
[0012]作为本实施例一种可能的实现方式，所述通过连通性将输电通道点云中的树木划分为多组，包括：
[0013]a1：设置分割阈值s，目标点p0，树木点集合T＝{p0}；
[0014]a2：将所有与目标点距离小于s的点加入集合T，即T＝{p0,p1,p2,...}，并将加入集合中的点从点云中移除；
[0015]a3：将目标点设置为当前目标点的下一个点；
[0016]a4：重复步骤a2和a3，直至集合T不再增加，集合T即为划分出的一个树木区域；
[0017]a5：在点云中重新选取目标点p0，重复步骤a1至步骤a4，直至点云中所有点都被移
除；
[0018]a6：将所有大于100个点的集合T组成树木集合Tree。
[0019]作为本实施例一种可能的实现方式，所述将输电通道点云中每组树木映射到所述监拍图像上，包括：
[0020]将输电通道点云中每组树木映射到监拍图像上，记录像素点及其对应的三维点，所述将输电通道点云中每组树木映射到监拍图像上的映射公式为：
[0021]temp＝(p
‑
T)
·
R
[0022]m＝(M
·
temp
T
)
T
[0023]m＝m
÷
m(0,2)(齐次变换)
[0024]其中，p是三维点，m是二维点，R是点云旋转矩阵，T是点云平移向量，M是相机内参矩阵。
[0025]作为本实施例一种可能的实现方式，所述识别监拍图像中的树木区域，并与点云映射到监拍图像上的树木区域作对比，包括：
[0026]c1：点云映射到监拍图像上的树木区域集合记作A，识别监拍图像中的树木区域集合记做D；
[0027]c2：寻找集合A中每一个树木映射区域的上边界，组成集合topA，寻找集合D中每一个树木识别区域的上边界，组成集合topD；
[0028]c3：topA中每一个上边界记作t
a
，在topD中所有上边界中寻找对应ta每一个像素点的像素点。
[0029]作为本实施例一种可能的实现方式，所述对应像素点指的是在像素坐标系具有相同的x坐标，且y坐标差值小于20，y坐标差值大于20的认为是匹配错误。
[0030]作为本实施例一种可能的实现方式，所述依据对比结果计算图像中树木的高度，并计算图像中的树木与输电线路导线的距离，包括：
[0031]d1：上边界t
a
中每一个像素点记作m
a
(u
a
,v
a
)，m
a
(u
a
,v
a
)对应的三维点记作p
a
(x
a
,y
a
,z
a
)，m
a
(u
a
,v
a
)对应的像素点记作d
a
(u
a
,v
d
)，如果m
a
(u
a
,v
a
)没有对应的像素点则跳过该像素点；
[0032]d2：计算像素差：diff
a
＝(v
d
‑
v
a
)；
[0033]d3：根据相机成像原理计算diff
a
对应的真实高度H
a
，其中f是焦距，L是物体平面距离相机平面的距离，h是像素高度，H是真实高度；
[0034]d4：计算树木三维点p
a
(x
a
,y
a
,z
a
)对应的三维坐标p
d
(x
a
,y
a
,z
a
+H
a
)；
[0035]d5：计算所有导线点与三维坐标p
d
(x
a
,y
a
,z
a
+H
a
)的欧氏距离，找到最近的导线点及最近的距离；
[0036]d6：上边界t
a
对应的所有导线最近点组成集合Near，所有最近距离组成集合Dis；
[0037]d7：选取集合Dis中的最小值，作为该树木区域距离导线的最短距离。
[0038]第二方面，本专利技术实施例提供的一种输电线路树障隐患危害的监测装置，基于输电通道监拍图像及输电通道点云进行树障隐患监测，所述装置包括：
[0039]树木分组模块，用于通过连通性将输电通道点云中的树木划分为多组；
[0040]点云映射模块，用于将输电通道点云中每组树木映射到所述监拍图像上；
[0041]树木区域对比模块，用于识别监拍图像中的树木区域，并与点云映射到监拍图像上的树木区域作对比；
[0042]距离计算模块，用于依据对比结果计算图像中树木的高度，并计算图像中的树木与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路树障隐患危害的监测方法，其特征在于，基于输电通道监拍图像及输电通道点云进行树障隐患监测，所述方法包括以下步骤：通过连通性将输电通道点云中的树木划分为多组；将输电通道点云中每组树木映射到所述监拍图像上；识别监拍图像中的树木区域，并与点云映射到监拍图像上的树木区域作对比；依据对比结果计算图像中树木的高度，并计算图像中的树木与输电线路导线的距离。2.根据权利要求1所述的输电线路树障隐患危害的监测方法，其特征在于，所述通过连通性将输电通道点云中的树木划分为多组，包括：a1：设置分割阈值s，目标点p0，树木点集合T＝{p0}；a2：将所有与目标点距离小于s的点加入集合T，即T＝{p0,p1,p2,...}，并将加入集合中的点从点云中移除；a3：将目标点设置为当前目标点的下一个点；a4：重复步骤a2和a3，直至集合T不再增加，集合T即为划分出的一个树木区域；a5：在点云中重新选取目标点p0，重复步骤a1至步骤a4，直至点云中所有点都被移除；a6：将所有大于100个点的集合T组成树木集合Tree。3.根据权利要求1所述的输电线路树障隐患危害的监测方法，其特征在于，所述将输电通道点云中每组树木映射到所述监拍图像上，包括：将输电通道点云中每组树木映射到监拍图像上，记录像素点及其对应的三维点，所述将输电通道点云中每组树木映射到监拍图像上的映射公式为：temp＝(p
‑
T)
·
Rm＝(M
·
temp
T
)
T
m＝m
÷
m(0,2)(齐次变换)其中，p是三维点，m是二维点，R是点云旋转矩阵，T是点云平移向量，M是相机内参矩阵。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的输电线路树障隐患危害的监测方法，其特征在于，所述识别监拍图像中的树木区域，并与点云映射到监拍图像上的树木区域作对比，包括：c1：点云映射到监拍图像上的树木区域集合记作A，识别监拍图像中的树木区域集合记做D；c2：寻找集合A中每一个树木映射区域的上边界，组成集合topA，寻找集合D中每一个树木识别区域的上边界，组成集合topD；c3：topA中每一个上边界记作t
a
，在topD中所有上边界中寻找对应ta每一个像素点的像素点。5.根据权利要求4所述的输电线路树障隐患危害的监测方法，其特征在于，所述依据对比结果计算图像中树木的高度，并计算图像中的树木与输电线路导线的距离，包括：d1：上边界t
a
中每一个像素点记作m
a
(u
a
,v
a
)，m
a
(u
a
,v
a
)对应的三维点记作p
a
(x
a
,y
a
,z
a
)，m
a
(u
a
,v
a
)对应的像素点记作d
a
(u
a
,v
d
)，如果m
a
(u
a
,v
a
)没有对应的像素点则跳过该像素点；d2：计算像素差：diff
a
＝(v
d
‑
v
a
)；d3：根据相机成像原理计算diff
a
对应的真实高度H
a
，其中f是焦距，L是物体平面距离相机平面的距离，h是像素高度，H是真实高度；
d4：计算树木三维点p
a
(x
a
,y
a
,z
a
)对应的三维坐标p
d
(x
a
,y
a
,z
a
+H
a
)；d5：计算所有导线点与三维坐标p
d
(x
a
,y
a
,z
a
+H
a
)的欧氏距离，找到最近的导线点及最近的距离；d6：上边界t
a
对应的所有导线最近点组成集合Near，所有最近距离组成集合Dis；d7：选取集合Dis中的最小值，作为该树木区域距离导线的最短距离。6.一种输电线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓晶，陈显达，陈楠，刘哲，邵帅，胡炼，杨杰，张运成，曹帅，勾建磊，国宇，王浩之，王振，何龙，康洪玮，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：