一种输电线路的防外破报警方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种输电线路的防外破报警方法和系统，其中，输电线路的防外破报警方法包括：使用无人机载雷达扫描监测设备的安装周边环境，得到底图三维点云；根据底图三维点云对监测设备进行安装位置标定，得到监测设备的位置姿态信息；根据位置姿态信息，激光雷达和视频相机分别摄取安装周边环境的点云数据和视频图像；根据点云数据中前景点云，判断安装周边环境中是否存在可疑故障目标；若是则根据可疑故障目标与输电线路坐标之间移动距离的报警等级距离范围进行分级报警；对可疑故障目标的视频图像进行深度学习，得到障碍类型。本发明专利技术的技术方案能解决现有技术中防外破检测效率较低，防外破风险的判断准确性较差的问题。防外破风险的判断准确性较差的问题。防外破风险的判断准确性较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路的防外破报警方法和系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种输电线路的防外破报警方法和系统。

技术介绍

[0002]在电力设施的运行过程中，很多输电线路会因外力破坏而出现断线和跳闸等问题，这就给电力设备的安全运行造成很大威胁。随着城市用电量的增长，输电线路也愈加复杂，相应的，输电线路的外力破坏事件频发，为了保证用电安全，输电线路的防外力破坏（简称防外破）能力已成为线路运行工作的重中之重。
[0003]目前，针对电网运行中的防外破方式主要采用人工巡检的方式，这种方式工作量大且效率低下；为了解决上述问题，现有技术提供了一种输电线路激光雷达点云采集和防外破实时监测方法，该方法通过远距离对准待监测的输电线路通道；然后激光雷达多次扫描获取输电线路通道的点云数据，得到高密度的点云数据；分离出输电线点云数据和非输电线路点云数据并进行数据保存；激光雷达扫描输电线路通道，实时获取输电线路通道点云数据；再根据输电线点云数据，取单根输电导线的点云数据，沿导线架设方向，以用户设定的间隔距离查找安全范围内是否有其他点云数据，判断输电线路是否存在外破风险。
[0004]然而上述方法主要采用深度学习得到点云处理模型，采用激光雷达点云方式处理，其利用深度学习进行检测，对模型训练及场景要求较高，并且并不能真实模拟点云对应的地理信息。因此上述防外破方式会导致防外破监测效率低下，防外破风险的判断准确度较差等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种电力设施的防外破报警方案，旨在解决现有技术提供的输线路的防外破监测方法，存在防外破检测效率较低，防外破风险的判断准确性较差的问题。
[0006]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种输电线路的防外破报警方法，该方法用于输电线路的防外破报警系统，防外破报警系统包括监测设备，以及搭载在监测设备的激光雷达和视频相机；防外破报警方法包括：使用无人机载雷达扫描监测设备的安装周边环境，得到底图三维点云，其中，底图三维点云包含安装周边环境中输电线路坐标；根据底图三维点云对监测设备进行安装位置标定，得到监测设备的位置姿态信息；根据所述监测设备的位置姿态信息，使用激光雷达摄取安装周边环境的点云数据，并且使用视频相机摄取安装周边环境的视频图像；根据点云数据中的前景点云，判断安装周边环境中是否存在可疑故障目标；当判定安装周边环境中存在可疑故障目标时，根据可疑故障目标与输电线路坐标之间移动距离对应的报警等级距离范围，对可疑故障目标进行分级报警；
对视频图像中可疑故障目标的图像区域进行深度学习，检测得到可疑故障目标对应的障碍类型。
[0007]优选的，上述防外破报警方法中，根据底图三维点云对监测设备进行安装位置标定的步骤，包括：使用RTK技术对监测设备的安装位置进行打点操作，得到安装位置对应的地理坐标；使用监测设备的激光雷达采集安装周边环境的点云数据；根据安装位置对应的地理坐标，匹配点云数据和底图三维点云，得到监测设备的位置姿态信息。
[0008]优选的，防外破报警方法，根据安装位置对应的地理坐标，匹配点云数据和底图三维点云，得到监测设备的位置姿态信息的步骤，包括：根据安装位置对应的地理坐标，对点云数据进行旋转平移，以使点云数据与底图三维点云位置吻合；提取点云数据的变换矩阵；对点云数据与底图三维点云的重叠部分点云进行ICP配准，得到新的变换矩阵；使用新的变换矩阵计算得到监测设备的位置姿态信息。
[0009]优选的，防外破报警方法，在对可疑故障目标进行分级报警的步骤之后，方法还包括：使用监测设备的位置姿态信息和视频相机摄取的安装周边环境的视频图像，建立监测设备的地理信息；保存并显示监测设备的地理信息。
[0010]优选的，防外破报警方法，根据可疑故障目标与输电线路坐标之间的移动距离对应的报警等级距离范围，对可疑故障目标进行分级报警的步骤，包括：当移动距离处于第一报警等级距离范围时，提示可疑故障目标；当移动距离处于第二报警等级距离范围时，上传可疑故障目标的点云数据和视频图像；当移动距离处于第三报警等级距离范围时，将监测设备的设备信息上传至服务器。
[0011]优选的，防外破报警方法，对视频图像中可疑故障目标的图像区域进行深度学习的步骤，包括：建立深度学习网络分类模型；使用故障目标训练集训练深度学习网络分类模型，直至深度学习网络分类模型的损失函数收敛；将可疑故障目标的图像区域输入至损失函数收敛的深度学习网络分类模型，输出可疑故障目标的障碍类型。
[0012]优选的，防外破报警方法，根据点云数据中的前景点云，判断安装周边环境中是否存在可疑故障目标的步骤之前，方法还包括：对点云数据进行去噪处理，得到去噪后的点云图案；使用底图三维点云或历史点云数据与去噪后的点云图案进行重叠区域对比；
将去噪后的点云图案与底图三维点云或历史点云数据存在重叠区域的部分标记为背景点云；将去噪后的点云图案与底图三维点云或历史点云数据不存在重叠区域的部分标记为前景点云；提取去噪后的点云图案中的前景点云，并将点云图案添加至历史点云数据中。
[0013]优选的，防外破报警方法，根据点云数据中的前景点云，判断安装周边环境中是否存在可疑故障目标的步骤，包括：对前景点云进行大小过滤和近邻搜索，剔除前景点云中的孤立噪点和微小噪点，得到过滤后的可疑障碍目标；以过滤后的可疑障碍目标为种子，在前景点云中进行区域增长，从前景点云中提取得到有效可疑故障目标对应特征的点云区域。根据本专利技术的第二方面，本专利技术还提供了一种输电线路的防外破报警系统，包括无人机载雷达和监测设备，以及搭载在监测设备的激光雷达和视频相机；其中，无人机载雷达，用于扫描监测设备的安装周边环境，得到底图三维点云，其中，底图三维点云包含安装周边环境中输电线路坐标；激光雷达，还用于摄取安装周边环境的点云数据，视频相机，用于摄取安装周边环境的视频图像；监测设备，用于根据点云数据中的前景点云，判断安装周边环境中是否存在可疑故障目标；监测设备，还用于当判定安装周边环境中存在可疑故障目标时，根据可疑故障目标与输电线路坐标之间移动距离对应的报警等级距离范围，对可疑故障目标进行分级报警；监测设备，还用于对视频图像中可疑故障目标的图像区域进行深度学习，检测得到可疑故障目标对应的障碍类型。
[0014]优选的，防外破报警系统还包括：监测设备，还用于使用RTK技术对监测设备的安装位置进行打点操作，得到安装位置对应的地理坐标；激光雷达，还用于采集安装周边环境的点云数据；监测设备，还用于根据安装位置对应的地理坐标，匹配点云数据和底图三维点云，得到监测设备的位置姿态信息。
[0015]综上，本专利技术提供的输电线路的防外破报警方案，首先使用无人机载雷达扫描监测设备的安装周边环境，从而得到该安装周边环境的底图三维点云，该底图三维点云包括安装周边环境中的输电线路坐标；然后使用监测设备的激光雷达摄取安装周边环境中的点云数据，同时使用视频相机摄取该安装周边环境中的视频图像，根据点云数据中的前景点云判断安装周边环境中是否存在可疑故本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路的防外破报警方法，其特征在于，所述方法用于输电线路的防外破报警系统，所述防外破报警系统包括监测设备，以及搭载在所述监测设备的激光雷达和视频相机；所述防外破报警方法包括：使用无人机载雷达扫描所述监测设备的安装周边环境，得到底图三维点云，其中，所述底图三维点云包含所述安装周边环境中输电线路坐标；根据所述底图三维点云对所述监测设备进行安装位置标定，得到所述监测设备的位置姿态信息；根据所述监测设备的位置姿态信息，使用所述激光雷达摄取所述安装周边环境的点云数据，并且使用所述视频相机摄取所述安装周边环境的视频图像；根据所述点云数据中的前景点云，判断所述安装周边环境中是否存在可疑故障目标；当判定所述安装周边环境中存在可疑故障目标时，根据所述可疑故障目标与所述输电线路坐标之间移动距离对应的报警等级距离范围，对所述可疑故障目标进行分级报警；对所述视频图像中可疑故障目标的图像区域进行深度学习，检测得到所述可疑故障目标对应的障碍类型。2.根据权利要求1所述的防外破报警方法，其特征在于，所述根据所述底图三维点云对所述监测设备进行安装位置标定，得到所述监测设备的位置姿态信息的步骤，包括：使用RTK技术对所述监测设备的安装位置进行打点操作，得到所述安装位置对应的地理坐标；使用所述监测设备的激光雷达采集所述安装周边环境的点云数据；根据所述安装位置对应的地理坐标，匹配所述点云数据和所述底图三维点云，得到所述监测设备的位置姿态信息。3.根据权利要求2所述的防外破报警方法，其特征在于，所述根据所述安装位置对应的地理坐标，匹配所述点云数据和所述底图三维点云，得到所述监测设备的位置姿态信息的步骤，包括：根据所述安装位置对应的地理坐标，对所述点云数据进行旋转平移，以使所述点云数据与所述底图三维点云位置吻合；提取所述点云数据的变换矩阵；对所述点云数据与所述底图三维点云的重叠部分点云进行ICP配准，得到新的所述变换矩阵；使用所述新的变换矩阵计算得到所述监测设备的位置姿态信息。4.根据权利要求2所述的防外破报警方法，其特征在于，在对所述可疑故障目标进行分级报警的步骤之后，所述方法还包括：使用所述监测设备的位置姿态信息和所述视频相机摄取的所述安装周边环境的视频图像，建立所述监测设备的地理信息；保存并显示所述监测设备的地理信息。5.根据权利要求1所述的防外破报警方法，其特征在于，所述根据所述可疑故障目标与所述输电线路坐标之间移动距离对应的报警等级距离范围，对所述可疑故障目标进行分级报警的步骤，包括：当所述移动距离处于第一报警等级距离范围时，提示所述可疑故障目标；
当所述移动距离处于第二报警等级距离范围时，上传所述可疑故障目标的点云数据和视频图像；当所述移动距离处于第三报警等级距离范围时，将所述监测设备的设备信息上传至服务器。...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：武汉绿土图景科技有限公司，
类型：发明
国别省市：