一种机载激光雷达辅助的输电线路状态监测与评估方法技术

本发明专利技术涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种机载激光雷达辅助的输电线路状态监测与评估方法，具体步骤包括：获取点云数据及飞机位置；将采集到的点云数据进行预处理；提取输电线路的几何特征，计算输电线路表面的粗糙度，获取盐雾浓度；建立腐蚀识别模型，判断输电线路的腐蚀程度；将训练好腐蚀识别模型应用于海上输电线路监测中，完成闭环；本发明专利技术将几何特征、粗糙度和盐雾浓度结合起来分析海上输电线路的腐蚀程度，能够更加准确、全面地了解输电线路的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光雷达，具体涉及一种机载激光雷达辅助的输电线路状态监测与评估方法。

技术介绍

1、传统的输电线路巡检主要依赖人工，巡检人员需要沿着输电线路通道进行步行或借助交通工具巡查，这种方式劳动强度大、效率低，并且受地理环境和气候条件的限制严重，巡检人员可能难以到达输电线路的某些关键部位，从而无法及时发现潜在的隐患，而且在恶劣天气下，人工巡检往往无法正常开展，这就可能导致对输电线路状态信息获取的不及时和不全面。

2、激光雷达（lidar）是一种主动式光学遥感技术，它具有高精度、高分辨率的特点，可以快速获取大面积的地形地貌和物体的三维模型，与地面监测相比，机载激光雷达可以沿着输电线路走廊快速飞行，一次性覆盖较长的线路段落，这大大提高了监测效率，能够在短时间内获取大量的输电线路数据，而且机载平台可以灵活调整飞行路线和高度，适应不同地形和输电线路走向的监测需求。

3、海上输电线路由于空气中盐雾浓度较高，相较于陆地上的输电线路更容易受到腐蚀，所以运维人员需要对输电线路的腐蚀程度有一个具体的判断，来对海上输电线路进行检修。

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【技术保护点】

1.一种机载激光雷达辅助的输电线路状态监测与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用机载激光雷达设备对海上输电线路及其周边环境进行三维扫描，获取点云数据及飞机位置；步骤2、将采集到的点云数据传输至地面数据处理中心进行预处理；步骤3、基于预处理后的点云数据，提取输电线路的几何特征；并分析点云数据中相邻点之间的距离变化，计算输电线路表面的粗糙度；最后利用激光雷达的强度信息，获取当时的海上盐雾浓度；步骤4、将提取的输电线路的几何特征、粗糙度和盐雾浓度作为输入，建立腐蚀识别模型，判断输电线路的腐蚀程度；步骤5、将训练好腐蚀识别模型应用于海上输电线路监测中，通过激光雷达实时采集输电线路的点...

【技术特征摘要】

1.一种机载激光雷达辅助的输电线路状态监测与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用机载激光雷达设备对海上输电线路及其周边环境进行三维扫描，获取点云数据及飞机位置；步骤2、将采集到的点云数据传输至地面数据处理中心进行预处理；步骤3、基于预处理后的点云数据，提取输电线路的几何特征；并分析点云数据中相邻点之间的距离变化，计算输电线路表面的粗糙度；最后利用激光雷达的强度信息，获取当时的海上盐雾浓度；步骤4、将提取的输电线路的几何特征、粗糙度和盐雾浓度作为输入，建立腐蚀识别模型，判断输电线路的腐蚀程度；步骤5、将训练好腐蚀识别模型应用于海上输电线路监测中，通过激光雷达实时采集输电线路的点云数据，提取特征并输入到腐蚀识别模型中，实现对输电线路腐蚀程度的实时识别和监测，完成闭环。

2.根据权利要求1所述的一种机载激光雷达辅助的输电线路状态监测与评估方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：步骤2.1、对点云数据进行降噪处理，对于点云数据中的每一个点，计算其局部密度，定义一个半径r，统计半径r范围内的点的数量来表示局部密度，公式为：；其中x是指示函数，为点到相邻点之间的距离，当时，x=1，否则x=0；找到所有局部密度大于的点，构成集合，；计算点到集合中一个点的距离，则点到局部密度大于的点的平均距离的计算公式为：；其中m是集合中点的数量；定义去噪指标：；其中，是点云中所有点的局部密度的最大值；设定去噪阈值，当时，则将点标记为噪点并去除；步骤2.2、对降噪后的点云数据进行直通滤波处理，降噪后的点云数据中的每一个点，提取其在z轴上的坐标值，设置z轴方向上的阈值范围，判断是否满足阈值条件，即：;如果满足条件，则保留点云数据中的点，将其添加到新的滤波后点云数据集合中；如果不满足条件，则丢弃点云数据中的点，继续处理下一个点；遍历完所有点后，新的点云数据集合中为经过直通滤波后保留下来的点，即为阈值范围内的输电线路点云。

3.根据权利要求1所述的一种机载激光雷达辅助的输电线路状态监测与评估方法，其特征在于，所述步骤3中基于预处理后的点云数据，提取输电线路的几何特征，具体包括：对输电线路的点云数据进行自适应空间划分，根据点云数据的密度分布，利用密度聚类算法将点云划分为多个局部区域，划分后的区域集合为，对于每个区域，计算其点云密度和平均间距，计算云密度的公式为：；其中是区域内的点的数量，是该区域的体积；平均间距通过计算区域内点与点之间距离的平均值得到，设点和区域内的两点，点和之间的欧氏距离为：；则平均间距为：；其中，表示从个元素中选2个的组合数；提取局部区域的特征，在每个局部区域内，构建局部几何图，将区域内的点作为图的节点，两点之间的边权重为节点之间的欧氏距离，计算图的拉普拉斯矩阵，其元素的定义为：当时：；其中，为节点i和节点j之间的边权重，即两点之间的欧氏距离；当且节点i和节点j有边相连时：；当且节点i和节点j无边相连时：；对拉普拉斯矩阵进行特征分解，得到特...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓创，李科峰，罗刚，卿东，康竞，唐晓雪，罗霄，马文豪，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力应急中心，
类型：发明
国别省市：