[發明專利]輸電線路與目標尺寸及間距的機載光電測量裝置及其方法

無效

• 申請號: 201310213793.0
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN103353297A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 許金凱;宋硯波;劉巖;韓冬;謝蓓敏;金珈成;張學蕊;陳柄言;王永剛;張雷
• 申請（專利權）人: 長春理工大學;國家電網公司;吉林省電力有限公司檢修公司;吉林省納微科技有限公司
• 主分類號: G01C3/10
• 分類號: G01C3/10
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明屬于電力巡線檢測領域，具體涉及一種輸電線路與目標尺寸及間距的機載光電測量裝置及其方法。

背景技術

電力是我們國家的經濟命脈，而作為電力載體的輸電線路等基礎設施的安全運行對國家經濟的正常發展起到至關重要的作用。電力傳輸線分布廣，線路長，許多分布在荒蕪人煙的崇山峻嶺，受各地區的地形、地質、氣象等自然環境比較復雜，為了保障輸電線路的正常運行，必須定期有效的對輸電線路進行巡檢。而長期以來，我國輸電線路的運行維護檢修的大部分工作主要靠人力操作,其中一個重要的任務就是測量高壓線路與周圍物體的距離，定期去除線路走廊中的危險物。

在電力巡線系統中，傳統航空攝影測量的應用成為了可能。在傳統航空攝影中，一般是使用區域相關匹配的方法獲得大量的同名點，利用這些同名點做前方交會得到地面點高程，再利用插值生成相應的DSM（Digital?Surface?Model），進行導線與樹木目標的測量。但是由于樹木的復雜性和不規則性，傳統的航空攝影測量方法無法獲得準確的樹木高程，目前主要是利用航空激光雷達系統來探測線路和樹木的高度，但是存在兩個重要的問題，一是成本非常昂貴，二是容易漏掉比較細的危險目標。國外上述設備都使用民用技術，在輸電線路巡查時存在圖像測量質量不高、不能對輸電線路與樹木間距進行準確測量、使用時受氣候/溫度等環境限制、高緯度和低溫條件下無法使用等缺點。目前尚無一款能夠應用于多種地形、多區域及高寒區高壓輸電線路測試巡查的小型輸電線路遠距目標尺寸-間距機載光電自動測量系統。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種輸電線路與目標尺寸及間距的機載光電測量裝置及其方法，用來測量線路周圍的物體尤其是樹木與高壓線的距離

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種輸電線路與目標尺寸及間距的機載光電測量裝置，該裝置包括：無人機、光電穩定吊艙和地面系統；光電穩定吊艙連接到無人機上，地面系統通過無線電通信來控制無人機和光電穩定吊艙。

一種輸電線路與目標尺寸及間距的機載光電測量方法，該方法包括如下步驟：

步驟一：地面系統控制無人機帶動光電穩定吊艙在線路上飛行，通過調整光電穩定吊艙的水平運動和俯仰運動，使目標成像在成像系統采集影像的范圍內；

步驟二：當需要測量電線桿跨距時，激光測距儀首先測量一個線桿至無人機的距離，然后再測另一個線桿至無人機的距離；當需要測量目標高度時，首先使無人機的飛行高度與電線桿高度一致，通過激光測距儀測量線桿至無人機的距離，然后再測樹至無人機的距離；通過兩個距離的夾角，可以獲得電線桿跨距和樹木至線桿的距離；GPS把目標位置定位；

步驟三：控制系統將測量裝置和成像裝置采集的數據通過無線信號發送至地面系統，實現一種輸電線路與目標尺寸及間距的機載光電自動測量方法。

本發明的有益效果是：本發明具有運動靈活、操作簡單、經濟實惠等特點，與光電穩定吊艙相結合，通過對吊艙內激光測量系統的設計，開發輸電線路遠距目標尺寸和間距機載光電自動測量裝置，實現了監控管理，并對實時獲取的云數據進行遠距離傳輸與顯示，在對姿態和位置的實時最優估計的基礎上進一步消除建模誤差，對掃描的目標進行分類濾波、不規則三角化處理，最后能夠生成具有國家標準規范的數字高程間距圖，以滿足復雜場景建模的需要。極大減輕工人巡線的勞動強度，降低輸電的運行維護成本，提高巡檢作業的質量和科學管理技術水平，增強電力生產自動化綜合能力，創造高的經濟效益和社會效益具有重要意義。

附圖說明

圖1本發明輸電線路與目標尺寸及間距的機載光電測量裝置線桿跨距測量示意圖。

圖2本發明輸電線路與目標尺寸及間距機載光電測量裝置巡查示意圖

圖3目標間距測量過程圖

圖4輸電線路與目標尺寸及間距機載光電測量裝置高度解算模式圖

圖5輸電線路與目標尺寸及間距機載光電測量裝置圖像解算模式圖

圖6光電自動測量裝置圖像解算模式簡化圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。

一種輸電線路與目標尺寸及間距的機載光電自動測量裝置，該裝置包括：無人機、減震裝置、光電穩定吊艙和地面系統；光電穩定吊艙通過減震裝置連接到無人機上，地面系統通過無線電通信來控制無人機和光電穩定吊艙。