[发明专利]一种高精度的架空输电导线弧垂检测方法

说明书

本发明公开了一种高精度的架空输电导线弧垂检测方法，涉及以采用光学方法为特征的计量设备用于计量长度、宽度或厚度技术领域。包括以下步骤：获取一条所述架空输电导线在测量周期内不同瞬时点的导线点云数据；对所述导线点云数据进行数据处理，建立导线坐标系，提取出导线特征点数据；基于所述导线坐标系建立所述架空输电导线的悬链线方程和所述架空输电导线的弧垂方程；基于所述导线特征点数据采用非线性最小二乘法拟合求解出所述架空输电导线的悬链线方程和所述架空输电导线的弧垂方程。本发明精度高，且可以计算任意位置处的导线弧垂。

技术领域

本发明涉及以采用光学方法为特征的计量设备用于计量长度、宽度或厚度技术领域，尤其涉及一种高精度的架空输电导线弧垂检测方法。

背景技术

弧垂是指在平坦地面上，相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。在架空输电线路施工放样、工程验收、运维和增容评估等工作中，导线弧垂是必须考虑的重要因素，弧垂过小，输电导线的拉应力就大，导线振动现象加剧，安全系数减小，导线强度要求提高；弧垂过大，导线对地或对交跨物安全距离变小，需要加高塔架以确保安全，此时势必增加工程投资。因此在实际电力工程建设、运维、改造工作中，经常需要对导线弧垂进行测量,以确保导线弧垂满足要求，从而保证输电线路安全运行。常规导线弧垂测量通常采用经纬仪或全站仪进行测量，测量时首先需要选择合适的测量站点架设测量仪器，然后肉眼瞄准输电导线上的观测点获取测量数据，通过计算获得导线弧垂值。测量站点的不同选择对应着三种弧垂测量方法：档端法、档内法、档外法，此三种方法对观测场地、视线、角度等条件均要求较高，对于地处高山峻岭、沟壑纵横等复杂环境地区的架空输电导线弧垂往往很难进行测量。而且上述方法通常只能获得导线最低点处的概略弧垂。同时由于输电导线受风荷振动导致瞄准难度大，测量精度低，因此测量作业往往强度大、效率低。

公开号为CN109458936A的中国发明“一种基于激光点云数据的输电线路弧垂精确测量方法”提供了一种基于激光点云数据的输电线路弧垂精确测量方法，包括首先扫描输电线路，获得输电线路的激光点云数据；然后对获得的数据进行预处理，并进行数据分类，分离出两两相邻杆塔之间的点云分类数据作为一个单独的输电线路的点云数据；并从两两相邻杆塔之间的点云分类数据中获取任一两相邻杆塔之间的线路的两个挂点A和B的点云数据，连接挂点A和B之间，得到挂点模拟直线L；最后分两相邻杆塔高度相同和高度不同两者情况计算出该相邻杆塔之间的线路的弧垂数值。该发明方法可快速、精确的测量导线弧垂，减小人工测量的工作量，提高工作效率。

该方法精度不高，且未公开如何具体的计算出该相邻杆塔之间的线路的弧垂数值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种精度高，可以获得导线任意位置的弧垂的高精度的架空输电导线弧垂检测方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种高精度的架空输电导线弧垂检测方法，包括以下步骤：

S1.获取一条所述架空输电导线在测量周期内不同瞬时点的导线点云数据；

S2.对所述导线点云数据进行数据处理，建立导线坐标系，提取出导线特征点数据；

S3.基于所述导线坐标系建立所述架空输电导线的悬链线方程和所述架空输电导线的弧垂方程；

S4.基于所述导线特征点数据采用非线性最小二乘法拟合求解出所述架空输电导线的悬链线方程和所述架空输电导线的弧垂方程。

进一步地，所述步骤S1中采用三维激光扫描仪获取一条所述架空输电导线在测量周期内不同瞬时点的导线点云数据。

进一步地，所述步骤S1中采用三维激光扫描仪和免棱镜全站仪获取一条所述架空输电导线在测量周期内不同瞬时点的导线点云数据。

进一步地，所述步骤S1中还包括以下步骤：