[发明专利]一种基于激光LIDAR点云的电力线异物搭挂自动检测方法

说明书

本发明公开了一种基于激光LiDAR点云的电力线异物搭挂自动检测方法，包括以下步骤：步骤S1：对电力线进行点云分割与网格化；步骤S2：进行投影平面确定；步骤S3：进行异物搭挂检测。本发明通过将电力线点云按走线分割成若干子集，各子集投影在其切线平面上，通过判断各子集投影面积的变化情况来确定是否存在异物搭挂，从而提高激光LiDAR技术在电力行业应用的自动化程度，提升了异物搭挂识别的效率，避免了电力事故的发生。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，特别涉及一种基于激光LIDAR点云的电力线异物搭挂自动检测方法。

背景技术

近年来，各地因电力线搭挂异物危及电网安全的事件屡见不鲜，搭挂异物会使高压电的极限放电距离缩短，甚至会造成大面积停电的严重后果。目前，电力线异物搭挂主要利用无人机可见光技术进行巡检，利用图像识别技术进行异物搭挂检测。该方式降低了人工参与度、提升了自动化程度，但缺少异物必要精确定位信息，给消缺工作带来困难。激光LiDAR技术具备精确的坐标位置信息，且随着激光LiDAR设备的不断发展，点云精度与点密度不断提升，点云可表达一些结构明显的搭挂异物，为输电线路搭挂异物自动检测提供了实现可能。同时，激光LiDAR技术已经在输电线路树障巡检工作中得到了广泛应用，激光点云数据成为电网运维的常备数据。因此为深化激光LiDAR技术应用，为异物搭挂消缺人员提供精确的位置指引，有必要提出一种基于激光LiDAR点云的输电线路异物搭挂自动化检测技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种基于激光LiDAR点云的电力线异物搭挂自动检测方法，为输电线路搭挂异物消缺工作提供精确的坐标指引。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

该种基于激光LIDAR点云的电力线异物搭挂自动检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：对电力线进行点云分割与网格化；

步骤S2：进行投影平面确定；

步骤S3：进行异物搭挂检测。

进一步，所述步骤S1具体包括：

通过自动分割算法进行电力线单根分割，得到单根电力线；

按指定步长对单根电力线进行截取分割成多个有序点集；

进一步，所述步骤S2包括：

步骤S21：电力线自然状态下呈悬电线分布，在较小步长的情况下，分割后的有序点集可以看做沿空间直线分布；

步骤S22：取有序点集前N个点集作为初始区域，各点集的最低点作为拟合点数组，利用抗差估计对初始区域进行局部电力线方程拟合，方程为XOY平面直线方程、电力线走向竖直平面多项式方程；

式中，a₁,a₂与b₁,b₂,b₃,b₄分别为直线方程、多项式方程参数，(x₀,y₀)为起始点集最低点平面坐标；

步骤S23：局部电力线方程沿有序集合向后外推，计算后续子点集的重心位置(x_i,y_i,z_i)，对多项式方程求导，确定重心位置的在电力线走向竖直平面上切线方程：

z＝(b₂+b₃l_i+b₄l_i²)(l-l_i)+z_i；