[发明专利]一种输电线对树空间距离的实时检测方法、装置及终端设备

说明书

本发明公开了一种输电线对树空间距离的实时检测方法、装置及终端设备，该方法利用激光雷达进行扫描，获取含有树杆、地面参考物、输电线的三维空间点云数据，建立三维点云模型，并对三种点云进行分离；将树杆点云沿着树杆点云延伸方向划分成多个线段形成多个树杆点云线段；选取当前树杆点云线段的中心点作为节点；计算节点坐标并汇总所有树杆上节点的点云坐标，求解节点中相对地面参考物的竖直方向距离最高的节点，作为目标节点；再对目标树杆点云线段中进行线段拟合，得到目标树杆点云线段的最高位置点。本发明提升了树高的精确提取度，为后续树线距离计算提供了可靠数据源以及精度保障，便于精准预测树障。

技术领域

本发明涉及输电线路监测技术领域，尤其涉及一种输电线对树空间距离的实时检测方法、装置及终端设备。

背景技术

输电线路是电网的重要组成部分，而线路走廊内的地形地貌状况以及地物都会对线路的布设和安全运行产生重大影响，是输电线路设计和管理最为关注的区域。在现代智能电网建设中，对电力设备安全可靠性提出了更高的要求，需要不断优化输电线路巡检方式，以降低输电线路巡检成本和提高巡检效率。输电线路巡检的目的是查找线路中的安全隐患和故障，及时进行检修，以最大程度地避免事故的发生，或以最高的效率恢复线路的正常运行，确保电网的运行安全。

随着我国输电线巡检技术的进步，也越来越多的场合开始使用无人机通过激光雷达扫描技术对输电线路走廊以及周围环境实施点云数据获取，以方便进行输电线路的识别。常见的输电线路故障包括树障，即需要获取输电线(或称导线)对树的空间距离的测算，以避免导线存在安全隐患，例如公布号为CN110031818A、公布日为2019.7.19的中国专利：基于点云数据的输电线路对地表净空距离轮廓线提取方法，其通过计算提取到对地净空距离进行避免发生树障隐患，但是其对树木的最高点定位不准，容易存在误差，而如何更快速更高精度地识别出树高点的点云是准确预测树障发生的关键，因为树木枝干点云较多，如何快速定位具体哪个位置树木枝干点云位置最高，如何精确定位，对防范树障的发生具有重要作用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种导线对树空间距离的实时检测方法、装置及终端设备，能在树木枝干点云较多的情况下，快速、精确地定位树木枝干点云的最高位置，能准确得到树高与输电线的空间距离，能及时预防树障的发生，降低输电线路存在的安全隐患。

本发明的技术方案如下：

一种输电线对树空间距离的实时检测方法，包括如下操作步骤：

利用激光雷达进行实时扫描，获取含有树杆、地面参考物和输电线的三维空间的点云数据；

根据得到的三维空间的点云数据建立三维点云模型，同时对树杆点云、地面参考物点云与输电线点云进行分离；

将树杆点云沿着树杆点云延伸的方向划分成多个线段，形成多个树杆点云线段，选取当前树杆点云线段的中心点作为当前树杆点云线段的节点；

计算节点的点云坐标，汇总所有树杆上节点的点云坐标，求解节点中相对地面参考物的竖直方向距离最高的节点，并将其作为目标节点；

确定目标节点的所在树杆，并确定目标节点在当前树干上的树杆点云线段的位置，形成对目标树杆点云线段的位置锁定；之后再对目标树杆点云线段进行线段拟合，求解得到目标树杆点云线段的最高位置点，根据最高位置点，计算得到树木高点到输电线的空间距离。

优选的，将树杆点云沿着树杆点云延伸的方向划分成多个线段，形成多个树杆点云线段，具体包括如下操作步骤：

获取当前树杆的二维图像数据，识别出当前树杆的延伸方向；

从当前树杆与主干交叉处作为起始点，从起始点出发，在当前树杆点云的延伸生长方向上将当前树杆划分成多个线段；当前树杆点云的延伸生长方向以树杆二维图像识别出的延伸方向为参考。