[發(fā)明專利]一種基于導線位置估計的導線障礙物安全距離檢測方法

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• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107607958A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 彭熾剛;許志海;張峰;劉高;孫曉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司機巡作業(yè)中心
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸電線路巡檢領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于導線位置估計的導線障礙物安全距離檢測方法。

背景技術(shù)

激光雷達是一種使用激光器測量距離的設備，并將多個測量點距離還原為空間坐標，最終實現(xiàn)周邊環(huán)境的空間還原。輸電線路運維工作中，導線距離樹木、建筑等周邊物體的距離是影響輸電及社會人員安全的重要管理內(nèi)容。因為激光雷達采集的數(shù)據(jù)結(jié)果具有較高的數(shù)據(jù)精度，因此可使用其結(jié)果檢測導線對樹木、地面的距離是否符合安全要求。

進行安全距離檢測時，計算的方法是將圖中每個代表導線的點，與代表樹木的點，進行空間三維距離計算，并與指定閾值比較給出是否安全的結(jié)論。受作業(yè)時方法條件，以及設備參數(shù)的限制，采集比較細小的導線時數(shù)據(jù)往往出現(xiàn)中斷，如圖1中矩形框上部，導線出現(xiàn)顯著地不連續(xù)區(qū)域。從圖1可見，矩形框中距離下方樹木最近距離的位置，有可能就在缺失導線數(shù)據(jù)的空白處。如果按照上述計算距離的方式，因為該處導線數(shù)據(jù)缺失，將無法找到距離樹木最近的位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種基于導線位置估計的導線障礙物安全距離檢測方法，通過對缺失導線進行計算和替代，避免了因?qū)Ь€缺失導致的導線與障礙物距離計算誤差過大的問題，保證輸電線路安全。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于導線位置估計的導線障礙物安全距離檢測方法，包括以下步驟：

S1：通過激光雷達對電力導線及其周圍環(huán)境進行測距，并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為空間坐標；

S2：對空間坐標中的點進行分類，分離出導線點。對于空間坐標中代表導線的點，計算相鄰點的點間距離，給定缺失標準為下限La米和上限Lb米，判別是否存在導線缺失；

對于兩點間距小于La的，不作處理；

對于兩點間距在La-Lb區(qū)間的，將此兩點導線點用直線相連，用此直線代替缺失導線；

對于兩點間距大于Lb的，在此兩點及其前后桿塔位置的掛點，按懸鏈線方程擬合，替代缺失導線；

S3：計算空間坐標中代表導線的各個點與障礙物的距離，判斷是否在安全距離內(nèi)。

優(yōu)選地，取La＝1米，Lb＝2米。導線空間位置有數(shù)學方程的描述，整體位置應符合懸鏈線方程。在距離較近時，局部可按直線近似。可直線近似的區(qū)域與精度要求相關(guān)，因此可根據(jù)具體需求給定該閾值。

優(yōu)選地，所述懸鏈線方程為：

式中取坐標原點為導線左側(cè)桿塔懸掛點，坐標平面為導線所在平面，x為導線上各點的橫軸坐標，l為導線左右兩側(cè)桿塔直線距離，σ₀為弧垂最低點處的軸向應力、γ為沿導線均勻分布的方向垂直向下的比載，sh表示雙曲正弦函數(shù)，其余為帶入已知兩個導線點聯(lián)立方程組的待求解參數(shù)。

優(yōu)選地，所述導線的安全距離為4m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明提供一種基于導線位置估計的導線障礙物安全距離檢測方法，對于空間坐標中代表導線的點，計算相鄰點的點間距離，給定缺失標準為下限La米和上限Lb米，判別是否存在導線缺失；對于兩點間距大于Lb的，在此兩點及其前后桿塔位置的掛點，按懸鏈線方程擬合，替代缺失導線。本發(fā)明通過對缺失導線進行計算和替代，避免了因?qū)Ь€缺失導致的導線與障礙物距離計算誤差過大的問題，保證輸電線路安全。

附圖說明

圖1為導線數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺失時的示意圖。

圖2為基于導線位置估計的導線障礙物安全距離檢測方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。

實施例1

如圖2所示，一種基于導線位置估計的導線障礙物安全距離檢測方法，包括以下步驟：

S1：通過激光雷達對電力導線及其周圍環(huán)境進行測距，并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為空間坐標；

S2：對于空間坐標中的點進行濾波，分離出導線點和障礙物點。對于空間坐標中代表導線的點，計算相鄰點的點間距離，給定缺失標準為下限La米和上限Lb米，判別是否存在導線缺失；本實施例中，取La＝1米，Lb＝2米。導線空間位置有數(shù)學方程的描述，整體位置應符合懸鏈線方程。在距離較近時，局部可按直線近似。可直線近似的區(qū)域與精度要求相關(guān)，因此可根據(jù)具體需求給定該閾值。

對于兩點間距小于La的，不作處理；

對于兩點間距在La-Lb區(qū)間的，將此兩點導線點用直線相連，用此直線代替缺失導線；