基于3D点云的输电通道障碍检测方法、系统、设备及介质技术方案

本申请公开了基于3D点云的输电通道障碍检测方法、系统、设备及介质，包括：获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据；对激光测距数据进行分类，得到输电线3D点云及障碍物3D点云；基于输电线路矢量模型，从输电线3D点云中提取输电线矢量数据；基于输电线矢量数据，确定输电线的弧垂坐标，并计算所有障碍物的3D点云坐标到输电线的距离，在距离小于预设阈值时，触发报警。本申请通过机载激光雷达建立三维点云模型，计算障碍物到输电线路的距离，小于预设阈值告警。通过机载多传感器采集数据，并利用空间分割的技术进行输电线提取，形成了精准的安全距离诊断，提高了输电线路障碍物巡检的效率，解放了人力，降低了电力运检成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
基于3D点云的输电通道障碍检测方法、系统、设备及介质


[0001]本申请涉及电力运检
，尤其涉及基于3D点云的输电通道障碍检测方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]我国拥有世界上最庞大的电网系统，电力运检工作一直是电网系统工作的重中之重。以往，输电线路及输电走廊通道的巡检都是依靠人工巡检，需要耗费大量的人力、物力和财力，而且巡检效率也比较低。
[0003]随着机载激光雷达技术的发展，野外输电线路自动巡检成为可能。但目前，国内关于机载雷达技术的研究尚处于探索阶段，已经有通过直升机巡检的方式进行输电通道障碍物的巡检，但是由于直升机巡检的精度不高，且数据处理过于复杂，在实际应用中并不能完全满足输电通道巡检工作的要求。因此，亟需一种用于输电通道障碍巡检的高精度巡检方案。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了基于3D点云的输电通道障碍检测方法、系统、设备及介质，用以解决上述问题。
[0005]一方面，本申请实施例提供了基于3D点云的输电通道障碍检测方法，所述方法包括：获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据；对所述激光测距数据进行分类，得到输电线3D点云及障碍物3D点云；基于输电线路矢量模型，从所述输电线3D点云中提取输电线矢量数据；基于所述输电线矢量数据，确定输电线的弧垂坐标，并计算所有障碍物的3D点云坐标到所述输电线的距离，在所述距离小于预设阈值时，触发报警。
[0006]在本申请的一种实现方式中，所述输电线3D点云中包含输电线及输电塔杆，所述障碍物3D点云中包含地面点、植被、建筑物。
[0007]在本申请的一种实现方式中，所述获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据之后，所述方法还包括：对所述激光测距数据进行数据预处理，生成3D点云数据的LAS文件；对所述LAS文件进行分类和提取。
[0008]在本申请的一种实现方式中，所述生成3D点云数据的LAS文件的过程，具体包括：获取无人机的实时定位数据、惯性导航数据；处理所述实时定位数据、所述惯性导航数据，得到所述无人机的航迹数据；将所述航迹数据以及所述激光测距数据进行融合，得到LAS文件。
[0009]在本申请的一种实现方式中，所述基于输电线路矢量模型，从所述输电线3D点云中提取输电线矢量数据，具体包括：将所述输电线3D点云进行分割，得到若干个单档距输电线3D点云子集；基于直方图统计分析法在高程方向对若干个所述单档距输电线3D点云子集进行分层，得到若干层输电线3D点云层；识别同一层输电线3D点云层中的所有单根输电线，并确定所有单根输电线的矢量数据。
[0010]在本申请的一种实现方式中，所述确定输电线的弧垂坐标，具体包括：基于悬链线方程拟合所述输电线的弧垂，并计算所述输电线在3D点云坐标系中的位置。
[0011]本申请实施例还提供了基于3D点云的输电通道障碍检测系统，所述系统包括：扫描单元，用于获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据；分类单元，用于对所述激光测距数据进行分类，得到输电线3D点云及障碍物3D点云；矢量提取单元，用于基于输电线路矢量模型，从所述输电线3D点云中提取输电线矢量数据；测距单元，用于基于所述输电线矢量数据，确定输电线的弧垂坐标，并计算所有障碍物的3D点云坐标到所述输电线的距离，在所述距离小于预设阈值时，触发报警。
[0012]在本申请的一种实现方式中，所述系统还包括数据预处理单元，用于对所述激光测距数据进行数据预处理。
[0013]本申请实施例还提供了基于3D点云的输电通道障碍检测设备，所述设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据；对所述激光测距数据进行分类，得到输电线3D点云及障碍物3D点云；基于输电线路矢量模型，从所述输电线3D点云中提取输电线矢量数据；基于所述输电线矢量数据，确定输电线的弧垂坐标，并计算所有障碍物的3D点云坐标到所述输电线的距离，在所述距离小于预设阈值时，触发报警。
[0014]本申请实施例还提供了基于3D点云的输电通道障碍检测的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据；对所述激光测距数据进行分类，得到输电线3D点云及障碍物3D点云；基于输电线路矢量模型，从所述输电线3D点云中提取输电线矢量数据；基于所述输电线矢量数据，确定输电线的弧垂坐标，并计算所有障碍物的3D点云坐标到所述输电线的距离，在所述距离小于预设阈值时，触发报警。
[0015]本申请实施例提供的基于3D点云的输电通道障碍检测方法、系统、设备及介质，通过机载激光雷达进行激光扫描，建立三维点云模型，将输电走廊内所有的电力数据点云以及障碍物数据点云都囊括在内，然后计算障碍物到输电线路的距离，并在小于预设阈值的时候告警。通过机载多传感器采集数据，并利用空间分割的技术进行输电线提取，形成了精准的安全距离诊断，提高了输电线路障碍物巡检的效率，解放了人力，降低了电力运检成本。
附图说明
[0016]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0017]图1为本申请实施例提供的基于3D点云的输电通道障碍检测方法流程图；
[0018]图2为本申请实施例提供的基于3D点云的输电通道障碍检测系统组成图；
[0019]图3为本申请实施例提供的基于3D点云的输电通道障碍检测设备示意图。
具体实施方式
[0020]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及
相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0021]本申请实施例提供了基于3D点云的输电通道障碍检测方法、系统、设备及介质，下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。
[0022]图1为本申请实施例提供的基于3D点云的输电通道障碍检测方法流程图。如图1所示，该方法主要包括以下步骤：
[0023]步骤101、获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据。
[0024]在本申请实施例中，无人机搭载的激光雷达进行激光扫描，获得扫描的激光测距数据，这些数据中包含地面点、植被、建筑物、输电线、输电塔杆。
[0025]进一步地，无人机上还搭载了GPS定位模块，以及惯性导航模块，分别可以在无人机航行的过程中实时记录定位数据以及惯性导航数据。
[0026]更进一步地，需要对激光雷达扫描的激光测距数据进行数据预处理，然后生成3D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于3D点云的输电通道障碍检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据；对所述激光测距数据进行分类，得到输电线3D点云及障碍物3D点云；基于输电线路矢量模型，从所述输电线3D点云中提取输电线矢量数据；基于所述输电线矢量数据，确定输电线的弧垂坐标，并计算所有障碍物的3D点云坐标到所述输电线的距离，在所述距离小于预设阈值时，触发报警。2.根据权利要求1所述的基于3D点云的输电通道障碍检测方法，其特征在于，所述输电线3D点云中包含输电线及输电塔杆，所述障碍物3D点云中包含地面点、植被、建筑物。3.根据权利要求1所述的基于3D点云的输电通道障碍检测方法，其特征在于，所述获取基于无人机搭载的激光雷达扫描的激光测距数据之后，所述方法还包括：对所述激光测距数据进行数据预处理，生成3D点云数据的LAS文件；对所述LAS文件进行分类和提取。4.根据权利要求3所述的基于3D点云的输电通道障碍检测方法，其特征在于，所述生成3D点云数据的LAS文件的过程，具体包括：获取无人机的实时定位数据、惯性导航数据；处理所述实时定位数据、所述惯性导航数据，得到所述无人机的航迹数据；将所述航迹数据以及所述激光测距数据进行融合，得到LAS文件。5.根据权利要求1所述的基于3D点云的输电通道障碍检测方法，其特征在于，所述基于输电线路矢量模型，从所述输电线3D点云中提取输电线矢量数据，具体包括：将所述输电线3D点云进行分割，得到若干个单档距输电线3D点云子集；基于直方图统计分析法在高程方向对若干个所述单档距输电线3D点云子集进行分层，得到若干层输电线3D点云层；识别同一层输电线3D点云层中的所有单根输电线，并确定所有单根输电线的矢量数据。6.根据权利要求1所述的基于3D点云的输电通道障碍检测方法，其特征在于，所述确定输电线的弧垂坐标，具体包括：基于悬链线方程拟合所述输电线的弧垂，并计算所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：程剑，李越，黄鹏，韩义成，朱毅，王健，李佳，李玺，李钰，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：