[发明专利]一种基于无人机的输电线路巡检系统

权利要求书

1.一种基于无人机的输电线路巡检系统，其特征在于，包括搭载装置、机载激光雷达和数据处理装置，所述机载激光雷达安装于搭载装置上，并与所述数据处理装置连接；

所述机载激光雷达包括激光扫描仪和高清相机，所述激光扫描仪用于获取被测区域输电线路的激光点云数据，所述高清相机用于拍摄被测区域输电线路的高清影像数据；

所述数据处理装置用于根据所述拍摄被测区域输电线路的激光点云数据和高清影像数据生成被测区域输电线路的三维立体图形，根据所述三维立体图形对被测区域输电线路进行巡检；

所述搭载装置包括多旋翼无人飞行器及地面站系统，所述多旋翼无人飞行器包括飞行器主体，所述机载激光雷达安装于飞行器主体上，所述飞行器主体上还搭载有电源和飞行控制模块；所述地面站系统用于对多旋翼无人飞行器进行飞行控制；

所述机载激光雷达还包括全球定位系统，所述全球定位系统用于获取激光扫描仪的瞬时空间坐标，得到激光扫描仪的GPS定位数据；

所述机载激光雷达还包括惯性导航系统，所述惯性导航系统由光纤陀螺和微机械加速度计组成，用于获取飞行过程中的经纬度信息和瞬时姿态角信息，得到激光扫描仪的空间姿态角数据；

所述激光扫描仪的飞行高度及飞行速度关系式为：

在上述公式中，H为飞行高度，V为飞行速度，θ为瞬时扫描角度，F为激光重频，η为激光扫描仪的扫描效率，R为每秒扫描线速。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路巡检系统，其特征在于，所述机载激光雷达还包括控制及存储模块，所述控制及存储模块用于读取激光点云数据、GPS定位数据、空间姿态角数据、高清数字影像以及快门时间信息，并将读取数据传输至数据处理模块。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的输电线路巡检系统，其特征在于，所述数据处理装置还包括预处理模块，所述预处理模块用于接收控制及存储模块传输的激光点云数据、GPS定位数据、空间姿态角数据以及高清数字影像，并对接收数据进行预处理；所述预处理具体为：对激光点云数据大地定向，并计算高清数字影像的外方位元素。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的输电线路巡检系统，其特征在于，所述数据处理装置还包括后处理模块，所述后处理模块用于根据激光点云数据和空间姿态角数据形成具有坐标信息的三维点云信息，并对三维点云信息进行后处理，生成DEM模型，对DEM模型和具有快门时间信息的高清数字影像进行融合，生成DOM模型，基于DEM模型和DOM模型生成被测区域输电线路的三维立体图形；所述后处理具体为：经过点云去噪、应用迭代线性最小二乘内插、移动曲面拟合滤波算法进行精细点云分类，自动分离出精细的地面点及多类别点云数据；通过对精细的地面点构建不规则三角网格生成DEM模型，使用精细的地面点对高清数字影像单张正射纠正，通过镶嵌匀色生成DOM模型。

5.根据权利要求4所述的基于无人机的输电线路巡检系统，其特征在于，所述数据处理装置还包括巡检模块，所述巡检模块用于通过净空巡检算法对被测区域输电线路的三维立体图形进行巡检，并输出被测区域输电线路的巡检报告。

6.根据权利要求5所述的基于无人机的输电线路巡检系统，其特征在于，所述数据处理装置还包括显示模块，所述显示模块包括侧视界面、俯视界面及可自由旋转的主界面，用于显示被测区域输电线路的巡检报告。