一种输电线路的高精度实时防护系统和方法技术方案

本文涉及输电线路在线监测领域，尤其涉及一种输电线路的高精度实时防护系统和方法。系统包括，塔上设备、线上设备；所述塔上设备探测所述输电线路下方的施工车辆的第一点云数据，位于输电线路上的所述线上设备探测所述施工车辆的第二点云数据，根据所述第一点云数据、第二点云数据以及输电线路的三维模型对所述输电线路进行安全防护。通过本文实施例，实现了通过塔上设备和线上设备实时地监测输电线路下方施工车辆的施工风险，提高了测量精度，解决了现有技术中由于存在一定的测量误差导致输电线路的防护效果差的问题。致输电线路的防护效果差的问题。致输电线路的防护效果差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路的高精度实时防护系统和方法


[0001]本文涉及输电线路在线监测领域，尤其涉及一种输电线路的高精度实时防护系统和方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济的发展，电力需求也逐渐增大，随着电网规模的不断扩大。输电线路下方的施工车辆在施工过程中将对输电线路的安全性产生影响，如何防护输电线路的安全是本领域密切关注的问题。
[0003]现有技术中采用雷达和视频融合的技术方案对输电线路进行防护，但由于电塔之间的距离较远，当施工车辆距离雷达和视频设备的距离较远时，雷达和视频设备测量的数据会存在一定的误差，导致输电线路的防护效果差。
[0004]现在亟需一种输电线路的高精度实时防护系统，从而解决现有技术中由于存在一定的测量误差导致输电线路的防护效果差的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中不能对输电线路下方的具体施工车辆的施工风险进行监测的问题，本文实施例提供了一种输电线路的高精度实时防护系统和方法，降低了测量误差，提升了输电线路的防护效果。
[0006]为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：
[0007]一方面，本文实施例提供了一种输电线路的高精度实时防护系统，包括，
[0008]塔上设备、线上设备；
[0009]所述塔上设备探测所述输电线路下方的施工车辆的第一点云数据，位于输电线路上的所述线上设备测量所述施工车辆的第二点云数据，根据所述第一点云数据、第二点云数据以及输电线路的三维模型对所述输电线路进行安全防护。
[0010]另一方面，本文实施例还提供了一种输电线路的高精度实时防护方法，包括，
[0011]通过塔上设备探测所述输电线路下方的施工车辆的第一点云数据；
[0012]通过线上设备探测所述施工车辆的第二点云数据；
[0013]根据所述第一点云数据、第二点云数据与输电线路的三维模型对所述输电线路进行安全防护。
[0014]另一方面，本文实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器、以及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。
[0015]最后，本文实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行上述的方法。
[0016]利用本文实施例，通过塔上设备和线上设备对输电线路进行实时防护，塔上设备实时地探测输电线路下方施工车辆的第一点云数据，位于输电线路上的线上设备探测施工车辆的第二点云数据，然后根据施工车辆的第一点云数据、第二点云数据以及输电线路的
三维模型对输电线路进行安全防护，实现了通过塔上设备和线上设备实时地监测输电线路下方施工车辆的施工风险，提高了测量精度，解决了现有技术中由于存在一定的测量误差导致输电线路的防护效果差的问题。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1所示为本文实施例一种输电线路的高精度实时防护方法实施系统示意图；
[0019]图2所示为本文实施例一种输电线路的高精度实时防护系统的结构图；
[0020]图3所示为本文实施例激光雷达探测的坐标系的示意图；
[0021]图4所示为本文实施例第一距离和第二距离的示意图；
[0022]图5所示为本文实施例一种输电线路的高精度实时防护方法的流程图；
[0023]图6所示为本文实施例根据所述输电线路点云地图构建所述输电线路的三维模型的步骤；
[0024]图7所示为本文实施例根据施工车辆的第一点云数据、位置图像数据和输电线路的三维模型计算施工车辆与所述输电线路之间的第一距离的步骤；
[0025]图8所示为本文实施例根据施工车辆地图三维坐标以及电力线三维坐标计算施工车辆与输电线路的电力线之间的最短距离的步骤；
[0026]图9所示为本文实施例对所述位置图像数据进行分析，在所述位置图像数据所在的二维图像坐标系中确定所述施工车辆的二维坐标范围的步骤；
[0027]图10所示为本文实施例根据所述第二距离对所述第一距离进行校验的步骤；
[0028]图11所示为本文实施例计算机设备的结构示意图。
[0029]【附图标记说明】：
[0030]101、塔杆；
[0031]102、输电线路；
[0032]103、施工车辆；
[0033]104、塔上设备；
[0034]105、线上设备；
[0035]201、塔上设备；
[0036]2011、输电线路三维模型初始化单元；
[0037]2012、激光雷达；
[0038]2013、摄像单元；
[0039]2014、微波雷达；
[0040]2015、施工车辆位置探测相机；
[0041]2016、处理器；
[0042]202、线上设备；
[0043]2021、毫米波雷达；
[0044]2022、移动单元；
[0045]2023、风偏舞动测量单元；
[0046]1102、计算机设备；
[0047]1104、处理设备；
[0048]1106、存储资源；
[0049]1108、驱动机构；
[0050]1110、输入/输出模块；
[0051]1112、输入设备；
[0052]1114、输出设备；
[0053]1116、呈现设备；
[0054]1118、图形用户接口；
[0055]1120、网络接口；
[0056]1122、通信链路；
[0057]1124、通信总线。
具体实施方式
[0058]下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。
[0059]需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0060]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，包括，塔上设备、线上设备；所述塔上设备探测所述输电线路下方的施工车辆的第一点云数据，位于输电线路上的所述线上设备测量所述施工车辆的第二点云数据，根据所述第一点云数据、第二点云数据以及输电线路的三维模型对所述输电线路进行安全防护。2.根据权利要求1所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，所述塔上设备进一步包括，输电线路三维模型初始化单元，用于获取独立三维激光雷达设备扫描生成的监控范围内的输电线路点云地图；处理器，用于根据所述输电线路点云地图构建所述输电线路的三维模型；激光雷达，安装在所述输电线路的塔杆上，用于探测所述输电线路下方的施工车辆的第一点云数据；施工车辆位置探测相机，安装在所述输电线路的塔杆上，用于探测所述施工车辆的位置图像数据；所述处理器进一步用于根据所述施工车辆的第一点云数据、位置图像数据和所述输电线路的三维模型计算所述施工车辆与所述输电线路之间的第一距离；所述线上设备包括毫米波雷达，位于所述输电线路上，用于获取所述施工车辆的第二点云数据；所述处理器进一步用于根据所述施工车辆的第二点云数据计算第二距离，根据所述第二距离对所述第一距离进行校验，根据校验后的所述第一距离判断是否存在施工风险，当存在施工风险时，向所述施工车辆发出提醒。3.根据权利要求2所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，根据所述输电线路点云地图构建所述输电线路的三维模型进一步包括，构建所述输电线路点云地图的地图三维坐标系；提取所述输电线路点云地图中的电力线在所述地图三维坐标系中的电力线三维坐标；将所述地图三维坐标系以及电力线三维坐标作为所述输电线路的三维模型。4.根据权利要求3所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，所述第一点云数据为三维数据，所述位置图像数据为二维数据；根据所述施工车辆的第一点云数据、位置图像数据和所述输电线路的三维模型计算所述施工车辆与所述输电线路之间的第一距离进一步包括：对所述位置图像数据进行分析，在所述位置图像数据所在的二维图像坐标系中确定所述施工车辆的二维坐标范围；将所述第一点云数据变换到所述二维图像坐标系中，得到所述第一点云数据对应的二维坐标；提取属于所述二维坐标范围的所述二维坐标，作为施工车辆二维坐标；将所述施工车辆二维坐标对应的所述第一点云数据变换到所述地图三维坐标系中，得到施工车辆地图三维坐标；在所述地图三维坐标系中，根据所述施工车辆地图三维坐标以及电力线三维坐标计算所述施工车辆与所述输电线路的电力线之间的最短距离，作为所述第一距离。
5.根据权利要求4所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，根据所述施工车辆地图三维坐标以及电力线三维坐标计算所述施工车辆与所述输电线路的电力线之间的最短距离进一步包括：将所述施工车辆地图三维坐标中的最高点坐标作为施工车辆最高点坐标；利用KNN算法，确定电力线上与所述施工车辆最高点坐标距离最近的点；计算所述施工车辆最高点坐标与所述KNN算法确定的点的坐标之间的欧式距离；将所述欧式距离作为所述第一距离。6.根据权利要求4所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，对所述位置图像数据进行分析，在所述位置图像数据所在的二维图像坐标系中确定所述施工车辆的二维坐标范围进一步包括：利用预先训练好的目标检测模型对所述位置图像数据进行分析，得到同一施工车辆的多个检测框；将置信度得分最大的检测框作为第一检测框，所述置信度得分为所述目标检测模型输出的所述检测框为正确的概率，并将所述第一检测框作为对应的所述施工车辆的二维坐标范围；计算所述第一检测框与其他检测框的交并比；判断所述交并比是否超过预设交并比门限值；若是，则舍弃该检测框；从除所述第一检测框和舍弃的所述检测框之外的检测框中再次确定置信度得分最大的检测框，并再次执行将置信度得分最大的检测框作为第一检测框的步骤，直至处理完所有的检测框。7.根据权利要求4所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，将所述第一点云数据变换到所述二维图像坐标系中，得到所述第一点云数据对应的二维坐标进一步包括：利用公式Coord
rgb3d
＝T
×
Coord
lidar3d
将所述第一点云数据变换到所述施工车辆位置探测相机对应的相机三维坐标系中，得到相机三维坐标，其中，Coord
rgb3d
表示所述相机三维坐标，Coord
lidar3d
表示所述第一点云数据，T表示将第一点云数据所在的雷达三维坐标系变换到所述相机三维坐标系的第一外参变换矩阵；利用公式将所述相机三维坐标变换到所述二维图像坐标系中，得到所述第一点云数据对应的二维坐标，其中，[u,v]表示所述二维坐标，[X
c
,Y
c
,Z
c
]表示所述相机三维坐标，K为所述施工车辆位置探测相机的内参矩阵。8.根据权利要求7所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，将所述施工车辆二维坐标对应的所述第一点云数据变换到所述地图三维坐标系中，得到施工车辆地图三维坐标的公式为：
其中，[X
map3d
,Y
map3d
,Z
map3d
]表示所述施工车辆地图三维坐标，[X
lidar3d
,Y
lidar3d
,Z
lidar3d
]表示所述施工车辆二维坐标对应的所述第一点云数据，T
g
表示将所述雷达三维坐标系变换到所述地图三维坐标系的第二外参变换矩阵。9.根据权利要求2所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，所述施工车辆的第二点云数据包括所述毫米波雷达与所述施工车辆之间的最短距离以及所述施工车辆相对于所述毫米波雷达的垂直方位角和水平方位角；根据所述施工车辆的第二点云数据计算第二距离的公式为：其中，L2表示第二距离，Y表示毫米波雷达与施工车辆之间的最短距离，α表示所述垂直方位角，β表示所述水平方位角。10.根据权利要求9所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，根据所述第二距离对所述第一距离进行校验进一步包括：计算所述第一距离与所述第二距离之间的差值；判断所述差值是否超过预定差值门限值；若所述差值未超过所述预定差值门限值，则所述第一距离的校验结果为通过，根据所述第一距离判断是否存在施工风险；若所述差值超过所述预定差值门限值，则判断所述第一距离是否大于第二距离，若所述第一距离大于所述第二距离，则所述第一距离的校验结果为不通过，根据所述第二距离判断是否存在施工风险；若所述第一距离不大于所述第二距离，则所述第一距离的校验结果为通过，根据所述第一距离判断是否存在施工风险。11.根据权利要求2所述的输电线路的高精度实时防护系统，其特征在于，所述线上设备还包括移动单元，用于调整所述线上设备在所述输电线路上的位置；所述处理器进一步用于根据所述施工车辆的第二点云数据，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王根志，冯占伟，吕孟宇，马茹，苗硕硕，
申请(专利权)人：北京中创恒益科技有限公司，
类型：发明
国别省市：