[发明专利]一种输电线路激光雷达点云采集和防外破实时监测方法

说明书

本申请公开了一种输电线路激光雷达点云采集和防外破实时监测方法，包括：远距离对准待监测的输电线路通道；激光雷达多次扫描获取输电线路通道的点云数据，得到高密度的点云数据；分离出输电线点云数据和非输电线路点云数据并进行数据保存；激光雷达扫描输电线路通道，实时获取输电线路通道点云数据；根据输电线点云数据，取单根输电导线的点云数据，沿导线架设方向，以用户设定的间隔距离查找安全范围内是否有其他点云数据，判断输电线路是否存在外破风险。本发明能采集远距离输电线点云数据，解决了远距离输电线在激光雷达中难以实时生成点云数据并监测的难题，通过沿输电线遍历查找指定范围内的点云数据，实现了实时快速地防外破监控。

技术领域

本发明属于输电线路监测技术领域，涉及一种输电线路激光雷达点云采集和防外破实时监测方法。

背景技术

电网承载着国民经济的重要的设施，电力设备的安全对电力用户供应可靠性、社会的稳定以及经济的发展起着重要的作用。输电线路多数裸露在野外，其位置和环境的情况都很复杂，而且安装杆塔的地点较多，距离较长，面积较广，遭受外力破坏导致故障和损失的事件屡见不鲜，线下违章施工、违章建筑、树竹障碍等外力破坏是导致输电夏怒跳闸的主要原因，其中工程车辆违章施工造成的外力破坏具有高发、突发、难以及时发现和制止的特点。

近年来，由于社会经济在不断的发展，我国城市建设在不断地完善，随着铁路、公路的不断修建，各种大型工程机械在电力线路保护区域内施工，由此造成的外力破坏事件经常发生。

目前电力系统通常采用视频可视化在线监拍、人工巡检等方法防止外力破坏。人工巡检具有实时性弱，工作量大的缺陷。视频可视化在线监拍由于供电限制，只能间隔事件拍摄，监控不及时；视频拍摄的图像由于不具备空间位置信息，智能识别容易误报或漏报，人工识别工作量过大；在夜间由于施工场所灯光干扰，可视化监拍往往很难看清施工现场情况；因此可视化监拍在防外力破坏工作中难以较好的承担预防重任。

随着激光技术和激光雷达技术的发展，目前开展了采用激光雷达解决电力线路防外破问题的相关研究，但是由于输电线较细，远距离时，由于激光雷达的激光束转动时不一定能扫到输电线体上获得激光反射，也就无法采集到输电线体反射的激光信号，激光扫描时虽然有一定概率能够扫到输电线体并形成数据点，但很容易被当做噪点去除，因此远距离输电线的点云数据采集困难。此外，由于激光点云数据量大，计算量大，对算力和供电要求比较高，也是限制激光雷达应用的原因之一。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种输电线路激光雷达点云采集和防外破实时监测方法，能采集远距离输电线点云数据，解决了远距离输电线在激光雷达中难以实时监测的难题。通过简单的沿导线扫描遍历算法，简化计算方法，加快计算速度，降低计算功耗。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种输电线路激光雷达点云采集和防外破实时监测方法，包括以下步骤：

步骤1：激光雷达远距离对准待监测的输电线路通道；

步骤2：防外破监测系统开启电源，开始初始化，激光雷达多次扫描获取输电线路通道的点云数据，通过时间积分，将低密度的点云数据进行积分叠加，得到高密度的点云数据；

步骤3：从步骤2得到的点云数据中识别和分离出输电线点云数据和非输电线路点云数据并进行数据保存，完成初始化环境空间建模；

步骤4：激光雷达扫描输电线路通道，实时获取输电线路通道点云数据；

步骤5：采用步骤3中分离出的输电线点云数据代替步骤4实时获取的输电线通道点云数据中相同位置的数据，取单根输电导线的点云数据，沿导线架设方向，以用户设定的间隔距离查找安全范围内是否有其他点云数据，判断输电线路是否存在外破风险。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，步骤1中，所述激光雷达固定在杆塔或导、地线位置，并且对准待监测的输电线路通道。