[发明专利]一种基于激光点云数据的输电线路导线相间测量方法

说明书

本发明公开了一种基于激光点云数据的输电线路导线相间测量方法，它包括：步骤1、输电线路通道激光点云数据采集；步骤2、输电线路通道激光点云数据处理与分类；步骤3、实时相间距离测量；解决了现有技术存在的效率低、投入高和由于受巡查频次限制，不能保证发现缺陷的及时性，更无法灵活的测量各种气象条件及工况的相间距离，导致不能及时发现潜在的危险点等技术问题。

技术领域：

本发明属于输电线路监测技术，尤其涉及一种基于激光点云数据的输电线路导线相间测量方法。

背景技术：

输电线路导线相间距离过近时会发生相间闪络，导致跳闸事故，尤其是在大风、覆冰、降雪等恶劣天气时，受外力影响使得导线下垂或偏移，从而导致相间距离变近，容易发生电力事故。目前，输电导线相间距离的测量一般通过借助经纬仪、全站仪、激光测距仪等仪器进行定期的人工测量，人工测量虽也能满足一定的巡检需求，但是存在以下明显缺点：(1)效率低。传统的人工测量方法不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区和跨越大江大河的输电线路的巡查，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查，所花时间长、困难大，某些线路区域和某些巡检项目人工巡查方法目前还难以完成。(2)投入高。人工测量方式由于效率低需要投入大量的人力、物力，花费更多的时间才能完成辖区内输电线路的完整巡查，导致资金投入高。(3)灵活性低。电力线在自然环境中经常会受到气象条件等外界因素及工况条件的影响，导线弧垂实时变化，导线与导线间的距离也在动态变化，人工测量方式只能测量到当时的情况，并且由于受巡查频次限制，不能保证发现缺陷的及时性，更无法灵活的测量各种气象条件及工况的相间距离，导致不能及时发现潜在的危险点。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：提供一种基于激光点云数据的输电线路导线相间测量方法，以解决现有技术存在的效率低、投入高和由于受巡查频次限制，不能保证发现缺陷的及时性，更无法灵活的测量各种气象条件及工况的相间距离，导致不能及时发现潜在的危险点等技术问题。

本发明技术方案：

一种基于激光点云数据的输电线路导线相间测量方法，它包括：

步骤1、输电线路通道激光点云数据采集；

步骤2、输电线路通道激光点云数据处理与分类；

步骤3、实时相间距离测量。

它还包括：

步骤4、进行各工况模拟下相间距离测量。

步骤1所述输电线路通道激光点云数据采集方法为：操纵搭载激光雷达设备的无人机沿输电线路走向，根据制定的飞行方案对输电线路通道进行激光扫描，并通过解算获取点云数据，具体步骤包括：

步骤1.1、飞行方案制定：根据输电线路地形图和禁飞区域图确定无人机扫描范围，制定飞行路线、飞行高度、飞行速度；申请航线和空域，收集作业区域的已有测绘资料，布设GNSS控制网，解算获取控制点坐标；

步骤1.2、获取点云数据：通过导出GPS与IMU数据、解算DGPS数据、联合处理GPS数据和IMU数据、计算激光点云的三维空间坐标获取到las格式的激光点云数据。

步骤2所述输电线路通道激光点云数据处理与分类方法为：通过对输电线路激光点云数据进行去噪处理后将点云数据分成地面点、杆塔点、电力线点和其他点4类。

步骤3所述实时相间距离测量的方法包括：

步骤3.1、以1米为间隔将分类出的一档三维电力线组进行分段，得到各线段集合：其中，t表示一档电力线组中电力线根数；n表示分段数；表示第t根线的第n段线段；L_n表示第n段线段集合；

步骤3.2、构造与各线段集合中三维线段垂直的二维平面{γ₁，γ₂，……，γ_n}，其中n表示分段数；