[發明專利]基于激光掃描引導的電力線走廊快速巡檢系統及方法

有效

• 申請號: 201811090752.6
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109254303B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 尹曉燕;李成鳳;唐浩;任彪;張博文;廖成龍
• 申請（專利權）人: 綿陽紫蝶科技有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48;G05D1/10;G06T7/70
• 代理公司: 成都誠中致達專利代理有限公司 51280
• 代理人: 曹宇杰

基于激光掃描引導的電力線走廊快速巡檢系統，包括飛行平臺、地面監控系統，飛行平臺包括機身結構、動力系統和飛行控制系統，機身結構上還搭載有激光掃描儀和無線數據傳輸模塊，飛行控制系統包括處理控制單元以及與處理控制單元連接的慣性導航單元和衛星導航單元。基于激光掃描引導的電力線走廊快速巡檢方法，通過激光掃描數據、位置數據、姿態數據進行三維點云解算，獲得電力線走廊的三維點云，通過電力線點云提取，獲得相對位置關系；規劃下一個航跡的調整信息；并與設定的凈空閾值比較，判斷凈空隱患點；實時回傳隱患點數據至地面監控系統；向隱患引導終端發送隱患點數據；隱患引導終點顯示隱患點數據，并形成前往進行隱患排查的導航軌跡。

技術領域

本發明屬于電力線走廊巡檢技術領域，尤其與一種基于激光掃描引導的電力線走廊快速巡檢系統及方法相關。

背景技術

國內高等級220kV及以上電力輸電線路總長度超過百萬公里，輸電線路走廊中的樹木植被、違章建筑、破土動工等隱患對于輸電線路正常工作存在極大威脅，輸電線路走廊的日常巡檢維護工作對于保證輸電線路安全，保障國民生產生活具有重要意義。

傳統的人工巡檢方式依賴巡檢人員對電力線走廊進行實地踏勘，工作量大，存在極大的人身安全風險；可見光航拍巡檢因航拍角度和距離的影響，無法準確的檢測植被和建筑等隱患與電力線之間的空間位置關系，準確性差。

隨著激光雷達技術在電力巡檢中的推廣，基于激光雷達的電力線走廊巡檢技術也逐步完善，但仍然存在以下問題：

1、現有的激光雷達電力線走廊巡檢技術因激光雷達技術的限制，無法實現快速、高落差條件下的高密度點云獲取；

2、飛行器效率的低下，也導致了外業數據采集時間長，費用高的問題；

3、激光雷達巡檢數據后處理作業方式，無法滿足電力應急、隱患快速排除等應用的實時性要求；

4、巡檢和隱患排除團隊依序獨立作業，增加工作量。

因此，開發一款能夠實現近距離飛行作業、具備高實時性和低成本的電力線快速巡檢系統，對于提高電力巡檢效率是必要的。

發明內容

針對上述現有技術缺陷，本發明提出一種基于激光掃描引導的電力線走廊快速巡檢系統及方法，通過飛行控制系統和任務設備實現對三維點云數據的解算、電力線精確提取，為飛行平臺的航跡規劃提供精準的調整數據，為巡檢排查提供精準的測算數據，并能快速反饋到地面監控和巡檢團隊的隱患終端，滿足電力應急、隱患快速排除等應用的實時性要求。

本發明采用以下技術：

基于激光掃描引導的電力線走廊快速巡檢系統，包括沿電力線走廊巡檢飛行的飛行平臺、以及與飛行平臺無線通訊的地面監控系統，飛行平臺包括機身結構以及設置于機身結構上的動力系統和飛行控制系統，飛行控制系統連接動力系統，其特征在于：

機身結構上還搭載有任務設備，任務設備包括激光掃描儀和無線數據傳輸模塊，

飛行控制系統包括處理控制單元以及與處理控制單元連接的慣性導航單元和衛星導航單元，

激光掃描儀和無線數據傳輸模塊連接處理控制單元，

無線數據傳輸模塊通過無線數據傳輸方式連接地面監控系統，

地面監控系統通過移動互聯網連接有隱患引導終端；

處理控制單元，用于對激光掃描儀反饋的掃描數據、慣性導航單元反饋的姿態數據、衛星導航單元反饋的位置數據進行聯合解算以獲得三維激光點云數據，并進行電力線點云提取以計算出相對位置關系信息，然后一方面將根據相對位置關系信息規劃的下一個航跡調整信息反饋給動力系統，另一方面將相對位置關系信息及根據相對位置關系信息與設定凈空閾值比較判斷出的凈空隱患點信息發送給無線數據傳輸模塊；