電力線路環境中的危險點檢測系統和分析方法
2023-05-07 13:37:31
專利名稱：電力線路環境中的危險點檢測系統和分析方法
技術領域：
本發明涉及三維雷射雷達技術應用於電力線路巡線管理，具體是電力線路環境中的危險點檢測系統和分析方法。
背景技術：
電力線路環境中的危險點檢測，是三維雷射雷達技術應用於電力線路巡線管理中的最基礎性功能。多樹木地帶是易發生電力線路危險點的主要場所，但是現有的雷射點雲分類技術，只是針對實時採集的雷射點雲進行分類與建模，然後分析計算電力線路雷射點雲與周邊地物雷射點雲之間的高差，從而檢測電力線路的安全性。顯然這只是基於雷射雷達採集瞬間雷射點雲數據那一瞬間時電力線路與周邊地物之間的安全狀態，實際顯然會與此有較大區別，因為大量樹木類為瘦高型類，以南方楠竹最為典型，樹梢容易受到山風影響，在高度上形成大於I米的偏差是常見的，從而嚴重影響危險點檢測判別結果。本方法就是實現對風偏影響下的樹梢或樹枝高度進行有效修正，從而更合理的分析、檢測電力線路的危險點。
發明內容
本發明的目的是提供一種電力線路環境中的危險點檢測系統和分析方法。本發明解決上述技術問題的技術方案如下:本發明分為如下兩個部分:
1.電力線路環境中的危險點檢測系統，系統由以下三個部件組成:1.1)電力線路環境危險點數據採集模塊系統主要組成單元為電力線路環境危險點數據採集模塊，模塊內設有雷射點雲數據、安全狀態數據和風力數據。在電力線路周圍有林木地段安裝電力線路環境危險點數據採集模塊，實時採集危險點雷射點雲數據，包括電力線路與周邊地物之間的安全狀態數據、風力數據；1.2)數據存儲模塊存儲電力線路危險點雷射點雲數據；1.3)數據傳輸單元數據傳輸單元的傳輸方式為無線傳輸和/或有線傳輸；三個部件的關係是:通過電力線路環境危險點數據採集模塊採集雷射點雲數據、安全狀態數據、風力數據，並由數據傳輸單元將雷射點雲數據、安全狀態數據、風力數據傳輸到數據存儲模塊中存儲，從數據存儲模塊中讀取電力線路危險點雷射點雲數據，通過雷射點雲分類得到地表模型與潛在危險點區域。2.電力線路環境危險分析方法，分析方法流程如下:I)將電力線路危險點雷射點雲數據讀取出來後，分離出單顆樹木所對應所的雷射點雲，或單個樹梢，或單個梢枝部分所對應的雷射點雲；2)基於步驟I)中所分離的雷射點雲，計算這些雷射點雲所在的三維趨勢平面方程參數；3)針對的樹木類型以及風偏情況，選定樹木軸線在風偏作用下的空間形態軌跡線類型，包括而不局限於橢圓曲線、拋物線；4)從步驟I)中所分離的雷射點雲中選取或計算特徵點；特徵點:採集的雷射點雲數據集中，某個平面區域範圍上的高度值最大、最小的點、在平面範圍邊界上或中心位置處的點，雷射點雲趨勢平面在平面投影面範圍上邊界上或中心位置處的點，以及特定擬合曲線(拋物線、橢圓線)所形成的特徵點；5)針對步驟3)中的空間形態軌跡線類型，以及步驟4)中所確定的特徵點參數，計算具體的空間形態軌跡線參數；6)計算電力線路與步 驟5)中所生成空間形態軌跡線在空間任意位置變化時之間的最近距離及對應點；每個空間形態軌跡線在不同空間位置上與電力線路都有一個最近點和最近距離；7)從步驟6)中選取最近距離達不到電力線路安全距離的點，作為電力線路危險點。本發明具有的優勢:1.本發明方法和系統對電力線路的危險點監測準確、全面。2.本發明方法和系統對電力線路危險點的分析，有效而且分析速度很快，可在電力線路數據傳回的短時間內，對電力線路危險點進行處理，為電力線路的安全提供足夠的預警時間。3.本發明方法和系統，可以替代大量的人工巡線工作，節約資源，提高了電力線路巡線管理的效率。4.本發明方法和系統，可以設置在人工難以到達的電力線路地段，可以對電力線路進行全息無縫監測和管理，極大的提高了電力線路的安全性。
圖1是本發明電力線路危險點監測系統示意圖。圖中，電力線路環境危險點數據採集模塊1，數據存儲模塊2，數據傳輸單元3。圖2是本發明電力線路危險點分析方法流程圖。圖3是本發明雷射點雲圖像正視圖。圖4是本發明雷射點雲圖像俯視圖。圖5是本發明雷射點雲圖像側視圖。圖6是本發明雷射點雲圖像側面截圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。1.安裝電力線路環境監測系統如圖1所示，通過電力線路環境危險點數據採集模塊I採集雷射點雲數據、安全狀態數據、風力數據，並由數據傳輸單元3將雷射點雲數據、安全狀態數據、風力數據傳輸到數據存儲模塊3中存儲。從數據存儲模塊3中讀取電力線路危險點雷射點雲數據，通過雷射點雲分類得到地表模型與潛在危險點區域。2、從數據存儲模塊3中將電力線路危險點雷射點雲數據讀取出來後，分離出單顆樹木所對應所的雷射點雲，或單個樹梢，或單個梢枝部分所對應的雷射點雲；獲得潛危險點樹木的雷射點雲數據集((XilYilZi) 0〈i〈N}，其中Xi, Yi, Zi為雷射點雲的三維坐標，並選定樹木根部點以及實際數據坐標系方向建立三維相對直角坐標系；並將雷射點雲數據集KXiJpZi) I 0〈i〈=N}轉換為相對坐標系下的雷射點雲數據集Kxi, Yi, Zi) |0〈i〈=N}。3、基於步驟2中所分離的雷射點雲，計算這些雷射點雲所在的三維趨勢平面方程參數；即基於雷射點雲數據集擬合雷射點雲樹風偏所在趨勢平面，擬合的平面參數方程為:ax+by+cz=l,其中(a, b, c)由以下公式確定:
權利要求
1.電力線路環境中的危險點檢測系統，其特徵在於，系統由以下三個部件組成: I)電力線路環境監測系統組成，系統包括: 1.1)電力線路環境危險點數據採集模塊 系統主要組成單元為電力線路環境危險點數據採集模塊，模塊內設有雷射點雲數據、安全狀態數據和風力數據，在電力線路周圍有林木地段安裝電力線路環境危險點數據採集模塊，實時採集危險點雷射點雲數據，包括電力線路與周邊地物之間的安全狀態數據、風力數據； 1.2)數據存儲模塊 存儲電力線路危險點雷射點雲數據； 1.3)數據傳輸單元 數據傳輸單元的傳輸方式為無線傳輸和/或有線傳輸；
2.電力線路環境危險分析方法，其特徵在於，分析方法流程如下: 1)將電力線路危險點雷射點雲數據讀取出來後，分離出單顆樹木所對應所的雷射點雲，或單個樹梢，或 單個梢枝部分所對應的雷射點雲； 2)基於步驟I)中所分離的雷射點雲，計算這些雷射點雲所在的三維趨勢平面方程參數； 3)針對的樹木類型以及風偏情況，選定樹木軸線在風偏作用下的空間形態軌跡線類型，包括而不局限於橢圓曲線、拋物線； 4)從步驟I)中所分離的雷射點雲中選取或計算特徵點； 特徵點:採集的雷射點雲數據集中，某個平面區域範圍上的高度值最大、最小的點、在平面範圍邊界上或中心位置處的點，雷射點雲趨勢平面在平面投影面範圍上邊界上或中心位置處的點，以及特定擬合曲線(拋物線、橢圓線)所形成的特徵點； 5)針對步驟3)中的空間形態軌跡線類型，以及步驟4)中所確定的特徵點參數，計算具體的空間形態軌跡線參數； 6)計算電力線路與步驟5)中所生成空間形態軌跡線在空間任意位置變化時之間的最近距離及對應點； 每個空間形態軌跡線在不同空間位置上與電力線路都有一個最近點和最近距離； 7)從步驟6)中選取最近距離達不到電力線路安全距離的點，作為電力線路危險點。
全文摘要
本發明公開了電力線路環境中的危險點檢測系統和分析方法。電力線路環境中的危險點檢測系統由1)電力線路環境危險點數據採集模塊、2)數據存儲模塊和3)數據傳輸單元組成。分析方法參看權利要求2的內容。本發明的優點1.本發明方法和系統對電力線路的危險點監測準確、全面、快速。2.本發明方法和系統，可以替代大量的人工巡線工作，節約資源，提高了電力線路巡線管理的效率，極大的提高了電力線路的安全性。
文檔編號G06Q50/06GK103218687SQ201310136279
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者張樂, 李靜, 陳超東 申請人:張樂, 李靜, 陳超東