[发明专利]基于激光雷达的金属支架处高压电缆保护层磨损检测方法

说明书

本发明涉及高压电缆技术领域，具体涉及基于激光雷达的金属支架处高压电缆保护层磨损检测方法，其是获取三维点云数据，对所述三维点云数据进行预处理，得到电缆点云数据集；获取电缆点云数据集的点云特征描述子，获取点云描述对以及对应的概率，根据所述点云描述对的概率计算电缆保护层的对比度序列；将所述明暗变化度序列输入训练好的卷积神经网络中，获取磨损程度等级。即本发明的方案能够利用点云数据，获取点云特征描述子，对电缆保护层进行检测，使得描述符更精确，对所描述物体的形状评估也更具体细节。

技术领域

本发明涉及高压电缆技术领域，具体涉及基于激光雷达的金属支架处高压电缆保护层磨损检测方法。

背景技术

配电网中的设备众多，且分布广泛，长期以来并未受到有关部门的重视，导致配电设备陈旧老化，装备技术相对落后。随着用电量需求的增大，配电网中的弊端逐渐显现出来。随着技术的不断发展，电力设备的在线监测已广泛应用于变电站、发电厂等电力系统中，并发挥了重要的作用。传统的电力巡检不仅耗费大量的人力物力，同时会因为巡检人员的主观因素导致对设备状态进行误判，再者由于很多配电设备所处环境恶劣，导致日常巡检不易进行，且存在很大的安全隐患。

金属支架具有表面粗糙，有毛刺和突起等情况，高压电缆长期在金属支架表面蠕动，容易磨损破坏电缆外层绝缘层，导致电缆内层金属护套层裸露，裸露部分容易造成电缆本体受有害物质如水、潮气及其他气体的侵蚀，破坏内层金属屏蔽层对主绝缘的密封，降低主绝缘的正常使用寿命。且外层绝缘层的破坏将使其丧失外部绝缘功能，将危害运维人员生命安全，同时容易产生电缆金属层对金属支架的放电现象，引发火灾等危害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供了基于激光雷达的金属支架处高压电缆保护层磨损检测方法，所采用的技术方案具体如下：

本发明提供的基于激光雷达的金属支架处高压电缆保护层磨损检测方法的技术方案，包括以下步骤：

获取三维点云数据，对所述三维点云数据进行预处理，得到电缆点云数据集；

获取电缆点云数据集的点云特征描述子，获取点云描述对以及对应的概率，根据所述点云描述对的概率计算电缆保护层的明暗变化度序列；

将所述明暗变化度序列输入训练好的卷积神经网络中，获取磨损程度等级。

进一步地，所述预处理包括对三维点云数据进行双边滤波的处理。

进一步地，所述点云特征描述子的获取过程为：

1）计算点云数据集的质心，以质心作为点云的关键点，利用最小二乘法拟合得到关键点的法向量；

2）构建三维球体结构，建立局部参考坐标系，对球体结构进行划分，得到点云数据集的16个子块，对每一子块构建特征直方图；

3）结合电缆实际情况，定义多因子描述符，所述多因子描述符包括角度因子、曲率因子和距离因子；

4）根据所述角度因子、曲率因子和距离因子，获取任意一点的点云特征描述子。

进一步地，获取明暗变化度序列的过程为：

根据电缆点云数据中的任意一点及关键点，定义该任意一点以及关键点的点云特征描述子的值，获取对应的点云数据对，进而获取不同点云数据对，并统计相同的点云数据对出现次数的概率，将不同点云数据对排列成一个方阵，得到反射强度矩阵，其中，反射强度矩阵的每个元素的值对应点云数据对的概率；根据点云数据对的概率计算不同点云数据对的明暗变化度。

进一步地，所述明暗变化度为：

其中，为电缆点云数据中的第i个点云的点云特征描述子的值，/为第k个关键点的点云特征描述子的值，/为第i个点云及第k个关键点组成的点云数据对的概率。