[發明專利]一種基于機載激光點云不同時段樹障的快速巡檢方法

在審

• 申請號: 201710523822.1
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107169682A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 沈平;楊恒;虢韜;陳鳳翔;楊淵;時磊;伍思睿
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司輸電運行檢修分公司;貴州電力設計研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62;G06F17/30
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 商小川

技術領域

本發明屬于輸電線路樹障安全距離檢測技術，尤其涉及一種基于機載激光點云不同時段樹障的快速巡檢方法。

背景技術

保障輸電線路設備及其通道走廊內的安全不僅關系到整個電網的正常運行，對地區的供電及人生財產也有著至關重要的影響。植被過度生長導致的樹障入侵輸電線路走廊，使得輸電線路與植被的安全距離減小，是影響架空輸電線路運行安全、造成架空輸電線路發生舞動閃絡及短路等事故的一個重要原因。由于大部分植被的生長是持續的、不可逆的，當植被侵入輸電線路走廊并發生安全距離超限情況時，會嚴重影響輸電線路的運行安全。因此，想要對輸電線路走廊內的植被生長情況進行較為準確的把控，必要要開展常態化的輸電線路通道巡檢。

過去，對樹障的檢測多采用人工目視、地面激光測距儀或光學經緯儀等方法，不僅消耗大量的人力物力，也通常難以在短時間內進行多次檢測。隨著機載激光雷達的出現，這一問題得到很好的解決。基于機載激光雷達進行電力巡檢是近幾年較為熱門的一種科學技術手段，通過在飛行器上（如無人機、載人直升機等）安裝激光雷達測距系統，從而快速地、高效地獲取目標區域的激光點云數據，并通過進一步的數據處理，達到實現二次數據生產和數據分析的應用價值。

由于激光雷達系統整合了測距儀設備、慣性導航系統及全球衛星定位系統等較為先進的精密測繪測量定位設備，不僅可以快速的獲取雷達掃描區域內的相對坐標信息，還可以實現高精度的絕對坐標定向，極大地提高了輸電線路安全距離量測的精度，為輸電線路相關的運維工作提供了必不可少的技術支撐。

激光點云數據的濾波分類算法雖較幾年前有較大的提高和改善，但并不能完全適應于所有的數據地形情況。為滿足點云數據的濾波分類精度，必須根據數據的差異來調整相關的預設檢驗參數。在預設檢驗參數與實際情況有較大出入時，還會給技術人員增加數據處理的難度，不僅可能會影響成果數據的質量，還會因此導致工作量的增加，影響進一步的分析應用。另一方面，對于任務緊，工期短且需要反復開展的樹障巡檢工作來說，能夠快速地對樹障安全距離進行檢查，是制定相應防治整改措施并得以實施的重要前提基礎。

激光點云數據的數據處理需要進行濾波、精細化分類及線路檢測等；對于同一地區多時段的檢測數據、大量二次數據或在基于有歷史巡檢數據基礎下多次數據獲取后需要重復上述數據處理步驟；存在效率低下等技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題：提供一種基于機載激光點云不同時段樹障的快速巡檢方法，以解決點云數據的濾波分類精度，必須根據數據的差異來調整相關的預設檢驗參數。在預設檢驗參數與實際情況有較大出入時，還會給技術人員增加數據處理的難度，不僅可能會影響成果數據的質量，還會因此導致工作量的增加，影響進一步的分析應用；對于同一地區多時段的檢測數據、大量二次數據或在基于有歷史巡檢數據基礎下多次數據獲取后需要重復進行數據處理步驟；存在效率低下等技術問題。

本發明技術方案：

一種基于機載激光點云不同時段樹障的快速巡檢方法，它包括：

步驟1、采集機載激光點云數據和航飛數據；

步驟2、對首次獲取的點云數據進行預處理及濾波分類，進行危險點分析；將首次檢測獲取的電力導線坐標及樹障危險點坐標數據進行保存并導出，以首次飛行航線作為參照，進行數據的二次采集；

步驟3、使用K-d樹的最鄰近搜索，以首次檢測出的電力導線坐標作為參考點，通過預設檢測數量，進行最鄰近危險點數據查詢，并將查詢出的危險點導出；

步驟4、使用K-d樹的范圍搜索，以步驟2中首次檢測出危險點的安全閾值作為范圍進行K-d樹范圍查詢；將查詢出的點集與首次植被危險點集中的高程值進行對比，篩選出與首次植被危險點相關性較高的點集，并進行相應的復查和外業校核。

所述點云數據進行預處理及濾波分類包括：所述對點云數據進行預處理是對點云數據進行去噪處理；所述濾波分類首先進行地表分類，將點云分成地表類和非地表類；濾波分類的種類分為地面點、桿塔點、電力線點、植被點及其他點。

步驟3所述使用K-d樹的最鄰近搜索的方法為：以電力線點云坐標數據P作為參照，以一定的空間安全距離作為閾值，通過K-d樹對首次采集外的點集數據J進行查詢，進而檢測出新的危險點集數據M。

本發明的有益效果：