[发明专利]一种基于三维重建的绝缘子爬电距离检测方法和检测系统

说明书

本发明公开了一种基于三维重建的绝缘子爬电距离检测方法，包括：针对待检测绝缘子的点云数据，计算对应的FPFH特征描述子，依据得到的FPFH特征描述子，完成点云数据的粗配准，利用LM算法完成精配准，对配准后的点云数据进行平滑处理和点云曲面重建，基于得到三维重建数据选择采样平面，计算得到爬电距离。本发明针对绝缘子爬电距离人工检测方法复杂、精度不高、无法带电检测等问题，实现了对绝缘子的表面重建以及爬电距离检测。本方法具有检测精度高，过程便捷，绝缘子可带电检测，适用于多种绝缘子等优点，能大幅度优化绝缘子爬电距离检测流程，减少人工操作。

技术领域

本发明涉及绝缘子爬电距离检测技术领域，具体涉及一种基于三维重建的多类型绝缘子爬电距离检测方法和检测系统。

背景技术

绝缘子是一种特殊的绝缘控件，常用于架空输电线路中，一般由玻璃或陶瓷制成。绝缘子的主要作用有两个：一是固定并稳定线路，保证载流导体之间的距离；二是增加爬电距离，使载流导体之间以及载流导体与地面之间形成绝缘，防止对地放电和短路等事故的发生。

绝缘子需要有良好的结构强度和电气绝缘性，因此绝缘子的爬电距离是评估其质量的重要参数之一。绝缘子的爬电距离指的是绝缘子在正常工作时施加电压的部位之间沿绝缘子表面的最短距离。

目前，绝缘子的爬电距离检测主要依靠人工进行，且无法在绝缘子带电情况下检测。同时，绝缘子的结构复杂，特别是绝缘子的伞裙结构，常规方法难以测量，人工检测通常用胶带检测法和皮卷尺检测法。胶带检测法是指用胶带在施加电压部位之间沿绝缘子表面最短距离粘贴，再撕下胶带测量距离，测量过程复杂，且无法保证精度。皮卷尺检测法是指用皮卷尺沿绝缘子表面最短距离进行测量，测量精度较差。

人工检测需要将绝缘子断电后进行检测，费时费力。同时，测量精度因人而异，难以得到保障。

公开号为CN106910189A的专利文献公开了一种基于三维重建的绝缘子爬电距离测量系统，但是其存在诸多问题，比如：其采用KinectFusion算法进行基于体素数据的三维重建，不但需要采集彩色图像，更为重要的是KinectFusion的核心是线性ICP算法，直接对两幅图最近的点数据计算变换的角度和位移，算法鲁棒性不高。且由于其重建方法本身的弊端，致使其重建算法无法对太大的绝缘子进行重建。

发明内容

针对绝缘子人工检测爬电距离费时费力、无法带电测量、测量精度不佳等问题，本发明公开了一种基于三维重建的多类型绝缘子爬电距离检测系统。

一种基于三维重建的绝缘子爬电距离检测方法，包括：针对待检测绝缘子的点云数据，计算对应的FPFH特征描述子，依据得到的FPFH特征描述子，完成点云数据的粗配准，利用LM算法完成精配准，对配准后的点云数据进行平滑处理和点云曲面重建，基于得到三维重建数据选择采样平面，计算得到爬电距离。

作为优选，一种基于三维重建的绝缘子爬电距离检测方法，包括如下步骤：

(1)获取待检测绝缘子的点云数据；

(2)针对得到的点云数据计算对应的FPFH特征描述子；

(3)运用SAC-IA算法结合获得的FPFH特征描述子对所述点云数据的粗配准；

(4)针对得到的粗配准点云数据，利用LM算法(Levenberg-Marquardt)完成精配准；

(5)对配准后的点云数据进行平滑处理和点云曲面重建；

(6)对满足要求的点云曲面，确定采样范围；

(7)在采样范围内，确定采样平面；

(8)确定位于采样平面上的有效点，计算爬电距离。