[发明专利]一种基于机载激光点云不同时段树障的快速巡检方法

说明书

技术领域

本发明属于输电线路树障安全距离检测技术，尤其涉及一种基于机载激光点云不同时段树障的快速巡检方法。

背景技术

保障输电线路设备及其通道走廊内的安全不仅关系到整个电网的正常运行，对地区的供电及人生财产也有着至关重要的影响。植被过度生长导致的树障入侵输电线路走廊，使得输电线路与植被的安全距离减小，是影响架空输电线路运行安全、造成架空输电线路发生舞动闪络及短路等事故的一个重要原因。由于大部分植被的生长是持续的、不可逆的，当植被侵入输电线路走廊并发生安全距离超限情况时，会严重影响输电线路的运行安全。因此，想要对输电线路走廊内的植被生长情况进行较为准确的把控，必要要开展常态化的输电线路通道巡检。

过去，对树障的检测多采用人工目视、地面激光测距仪或光学经纬仪等方法，不仅消耗大量的人力物力，也通常难以在短时间内进行多次检测。随着机载激光雷达的出现，这一问题得到很好的解决。基于机载激光雷达进行电力巡检是近几年较为热门的一种科学技术手段，通过在飞行器上（如无人机、载人直升机等）安装激光雷达测距系统，从而快速地、高效地获取目标区域的激光点云数据，并通过进一步的数据处理，达到实现二次数据生产和数据分析的应用价值。

由于激光雷达系统整合了测距仪设备、惯性导航系统及全球卫星定位系统等较为先进的精密测绘测量定位设备，不仅可以快速的获取雷达扫描区域内的相对坐标信息，还可以实现高精度的绝对坐标定向，极大地提高了输电线路安全距离量测的精度，为输电线路相关的运维工作提供了必不可少的技术支撑。

激光点云数据的滤波分类算法虽较几年前有较大的提高和改善，但并不能完全适应于所有的数据地形情况。为满足点云数据的滤波分类精度，必须根据数据的差异来调整相关的预设检验参数。在预设检验参数与实际情况有较大出入时，还会给技术人员增加数据处理的难度，不仅可能会影响成果数据的质量，还会因此导致工作量的增加，影响进一步的分析应用。另一方面，对于任务紧，工期短且需要反复开展的树障巡检工作来说，能够快速地对树障安全距离进行检查，是制定相应防治整改措施并得以实施的重要前提基础。

激光点云数据的数据处理需要进行滤波、精细化分类及线路检测等；对于同一地区多时段的检测数据、大量二次数据或在基于有历史巡检数据基础下多次数据获取后需要重复上述数据处理步骤；存在效率低下等技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种基于机载激光点云不同时段树障的快速巡检方法，以解决点云数据的滤波分类精度，必须根据数据的差异来调整相关的预设检验参数。在预设检验参数与实际情况有较大出入时，还会给技术人员增加数据处理的难度，不仅可能会影响成果数据的质量，还会因此导致工作量的增加，影响进一步的分析应用；对于同一地区多时段的检测数据、大量二次数据或在基于有历史巡检数据基础下多次数据获取后需要重复进行数据处理步骤；存在效率低下等技术问题。

本发明技术方案：

一种基于机载激光点云不同时段树障的快速巡检方法，它包括：

步骤1、采集机载激光点云数据和航飞数据；

步骤2、对首次获取的点云数据进行预处理及滤波分类，进行危险点分析；将首次检测获取的电力导线坐标及树障危险点坐标数据进行保存并导出，以首次飞行航线作为参照，进行数据的二次采集；

步骤3、使用K-d树的最邻近搜索，以首次检测出的电力导线坐标作为参考点，通过预设检测数量，进行最邻近危险点数据查询，并将查询出的危险点导出；

步骤4、使用K-d树的范围搜索，以步骤2中首次检测出危险点的安全阈值作为范围进行K-d树范围查询；将查询出的点集与首次植被危险点集中的高程值进行对比，筛选出与首次植被危险点相关性较高的点集，并进行相应的复查和外业校核。

所述点云数据进行预处理及滤波分类包括：所述对点云数据进行预处理是对点云数据进行去噪处理；所述滤波分类首先进行地表分类，将点云分成地表类和非地表类；滤波分类的种类分为地面点、杆塔点、电力线点、植被点及其他点。

步骤3所述使用K-d树的最邻近搜索的方法为：以电力线点云坐标数据P作为参照，以一定的空间安全距离作为阈值，通过K-d树对首次采集外的点集数据J进行查询，进而检测出新的危险点集数据M。

本发明的有益效果：