[发明专利]基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检系统及方法

权利要求书

1.一种基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过激光扫描数据、位置数据、姿态数据进行三维点云解算；

S2、获得电力线走廊的三维点云P={xi,yi,zi，i=1,2,……,n}，其中每一个点{xi ,yi,zi}就是一个三维坐标点，zi就为该点的高程；

S3、进行电力线点云提取，获得相对位置关系；

S4、根据相对位置关系，规划下一个航迹的调整信息；并与设定的净空阈值比较，判断净空隐患点；

S5、回传隐患点数据至地面监控系统；

S6、向隐患引导终端发送隐患点数据；

S7、隐患引导终点显示隐患点数据，并形成前往进行隐患排查的导航轨迹；

其中，步骤S3具体包括以下步骤：

S31、以飞行平台前进方向为y方向，以飞行平台垂直向上为z方向，建立坐标系，以z轴方向的高程信息为标准进行地面点云剔除；

S32、将点云数据分类为线上点云和非线上点云，并保留线上点云；

S33、对来自不同电力线的线上点云数据进行电力线提取，得到来自每一条电力线上的点云，并将其拟合为一条直线；

S34、取最上方的2条地线构成一个地线平面；

S35、根据所述地线平面，计算飞行平台与地线平面的高度差、与地线平面的夹角，以及前进方向与电力线地线之间的夹角，获得相对位置关系。

2.根据权利要求1所述的基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检方法，其特征在于，步骤S31具体包括以下步骤：

S311、以飞行平台前进方向为y方向，以飞行平台垂直向上为z方向，建立坐标系，以z轴方向的高程信息为标准；

S312、将点云数据按高程进行分层，层高Δz，总层数

，其中floor函数用于向下取整；

S313、统计第i层的点云数据量p_i；

S314、从最小z逐层往上，如果p_i＞300，判断为地面点，剔除该层数据；

S315、第一次层次剔除完成，将剩余的点云按照层次，再次进行划分，即：保留z较大的一端的所有层次中的点云，逐层往下，当层次k与最邻近的层次j高度差大于1m时，其中kj，剔除该层数据以及往下的所有层次数据，只保留0-j层的数据；

S316、将所有余下的层次点存储作为备用点，完成地面点云剔除。

3.根据权利要求1所述的基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检方法，其特征在于，步骤S33具体包括以下步骤：

S331、将线上点云在飞行平台坐标系中的三个不同平面进行垂直投影，得到平面xOz、xOy和yOz上的投影点；

S332、取三个坐标平面上的所有点的重心，计算所有点到该重心的夹角θ_m，以Δθ为角度区间间隔，统计所有夹角θ_m在区间上的分布情况；

S333、将出现的连续区间出现峰值且邻近区间出现谷值的情况，判断为该投影点具有明显的聚集现象；

S334、取具有最大聚集程度的投影平面，统计局部峰值点的个数，并将该投影平面中连续出现峰值的区间内的所有点聚集为一个簇；

S335、同一个簇上的所有点，认为是来自于同一条电力线的点云，将同一个簇的点云拟合为一条直线，得到电力线描述，完成提取。

4.根据权利要求2所述的基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检方法，其特征在于，步骤S335中，采用最小二乘法将同一个簇的点云拟合为一条直线。