[发明专利]基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法及系统，根据获取的点云数据确定要提取相间距离的目标杆塔的中心平面坐标；将电力线激光点云数据投影至线路空间坐标系中，X坐标为累距，Y坐标为偏距，Z坐标为高程；提取电力线目标位置前后各预设距离的点云数据，根据Y值正负及高程Z值分布，分别提取上相、中相及下相点云数据；根据各相导线点云数据中Y值及Z值分布，提取出各相各分裂的点云数据，对提取出各相各分裂的点云数据进行曲线拟合，得到目标位置处导线上各点位的三维坐标；计算上相与中相或中相与下相对应分裂点位间的空间距离；本公开作业效率高，避免了人工量测可能引起的错误，也排除了人工建模引入的误差或错误。

技术领域

本公开涉及电网工程技术领域，特别涉及一种基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

受低温雨雪大风等恶劣天气影响，输电线路存在导线舞动的问题，严重时可能引起跳闸事故。解决导线舞动的主要措施是通过测量相邻导线间的相间距离，设计生产特定规格的防舞装置并加装至输电线路相应的导线上。

发明人发现，目前，导线相间距离测量可采用全站仪免棱镜测量、地面激光扫描或机载激光雷达扫描等方法。全站仪免棱镜测量需投入较多人力和物力，同时受天气、地形等多种因素的影响，可作业时间有限，工作效率低。地面激光扫描和机载激光雷达扫描可较快速地获取一定范围点云数据，作业效率高，限制因素相对较少。

基于分类后的点云获取导线相间距离，一种方法是借助专业的点云数据处理软件在三维场景下进行人工量测，内业作业效率不高，同时人工判读存在出错的可能性；另一种方法是利用点云数据对导线进行建模或拟合，在二维环境下进行量测或利用程序计算出导线相间距离，但建模或拟合过程需要有一定的专业基础，同时，受风、温度等因素的影响，导线在实际工况下并不是理想的曲线，通过建模或拟合来获取导线相间距离给测量引入了新的误差，严重时甚至是错误。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法及系统，直接利用分类后的激光点云数据获取目标位置导线上的三维坐标，从而准确计算出相应的导线相间距离，不需要任何的二三维量测工作，不仅作业效率高，同时还避免了人工量测可能引起的错误，也排除了人工建模引入的误差或错误。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法。

一种基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法，包括以下步骤：

获取输电线路点云数据；

根据获取的点云数据确定要提取相间距离的目标杆塔的中心平面坐标，构建线路空间坐标系；

将电力线激光点云数据投影至线路空间坐标系中，X坐标为累距，Y坐标为偏距，Z坐标为高程；

提取电力线目标位置前后各预设距离的点云数据，根据Y值正负及高程Z值分布，分别提取上相、中相及下相点云数据；

根据各相导线点云数据中Y值及Z值分布，提取出各相各分裂的点云数据，对提取出各相各分裂的点云数据进行曲线拟合，得到目标位置处导线上各点位的三维坐标；

计算上相与中相或中相与下相对应分裂点位间的空间距离。

作为可能的一些实现方式，以某一杆塔中心为坐标原点，以两个杆塔中心之间的连线为X方向，以X方向的垂线为Y方向，以铅垂线方向为Z方向，建立线路空间坐标系。

作为可能的一些实现方式，目标杆塔的中心平面坐标的获取方法为：