一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，包括：步驟1、數(shù)據(jù)采集：在架空輸電線路交叉跨越段安裝三維激光雷達(dá)設(shè)備和可見(jiàn)光相機(jī)，實(shí)時(shí)獲取交叉跨越段的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)；步驟2、數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)采集的二維影像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)分別進(jìn)行預(yù)處理去除點(diǎn)云噪聲；步驟3、二三維數(shù)據(jù)融合：將二維影像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，在統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)下，把影像的紋理信息賦給點(diǎn)云，使其點(diǎn)云信息從四維增加到七維步驟4、交叉跨越目標(biāo)識(shí)別；步驟5、交叉跨越凈空距離量測(cè)。以解決現(xiàn)有技術(shù)交叉跨越凈空量測(cè)方式實(shí)時(shí)性不足的問(wèn)題。題。題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法


[0001]本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，屬于電力


技術(shù)介紹

[0002]架空輸電線路交叉跨越段的安全性與弧垂具有相關(guān)性，由于輸電線路長(zhǎng)期暴露在野外，線路弧垂易受溫度、濕度、風(fēng)速以及自然災(zāi)害等因素影響，弧度增大會(huì)造成交叉跨越凈空距離縮小，從而引起架空線相間電磁互相干擾，甚至出現(xiàn)閃絡(luò)等現(xiàn)象，從而對(duì)電網(wǎng)安全及公共設(shè)施的安全產(chǎn)生不良影響。當(dāng)前，通常采用經(jīng)緯儀、全站儀、超聲波測(cè)距儀、激光測(cè)距儀等技術(shù)，按照一定的巡檢周期進(jìn)行交叉跨越凈空距離測(cè)量，但是只能反映測(cè)量時(shí)的安全距離狀況，無(wú)法反映該巡檢周期內(nèi)實(shí)時(shí)的安全距離狀況。因此，需要提供一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法，實(shí)現(xiàn)交叉跨越段凈空距離的實(shí)時(shí)測(cè)量，確保交叉跨越段的安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0003]本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，包括：
[0005]步驟1、數(shù)據(jù)采集：在架空輸電線路交叉跨越段安裝三維激光雷達(dá)設(shè)備和可見(jiàn)光相機(jī)，實(shí)時(shí)獲取交叉跨越段的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)；
[0006]步驟2、數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)采集的二維影像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)分別進(jìn)行預(yù)處理去除點(diǎn)云噪聲；
[0007]步驟3、二三維數(shù)據(jù)融合：將二維影像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，在統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)下，把影像的紋理信息賦給點(diǎn)云，使其點(diǎn)云信息從四維(X,Y,Z,I)增加到七維(X,Y,Z,I,R,G,B)；
[0008]步驟4、交叉跨越目標(biāo)識(shí)別；
[0009]步驟5、交叉跨越凈空距離量測(cè)；
[0010]其中，X和Y表示平面坐標(biāo)，Z表示高程，I表示激光反射強(qiáng)度信息，R表示紅色通道，G表示綠色通道，B表示藍(lán)色通道。
[0011]具體地，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理中，所述二維影像預(yù)處理是通過(guò)影像到影像的線性或是非線性變換進(jìn)行處理；所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理是通過(guò)濾波算法進(jìn)行處理。
[0012]具體地，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理具體包括以下步驟：
[0013]步驟2.1、二維影像數(shù)據(jù)預(yù)處理：首先采用窗口遍歷的形式對(duì)待處理影像中的各像素點(diǎn)進(jìn)行處理；
[0014]步驟2.2、三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理：采用小波分析進(jìn)行去噪處理，通過(guò)小波變換。
[0015]具體地，所述二維影像數(shù)據(jù)預(yù)處理的具體方法為：
[0016]設(shè)待處理影像中任意像素點(diǎn)A的像素坐標(biāo)為(x，y)，采用的遍歷窗口像素大小為m*n,對(duì)當(dāng)前像素點(diǎn)A的灰度值進(jìn)行中值濾波，即以當(dāng)前像素點(diǎn)作為窗口中心，對(duì)像素點(diǎn)A的m*n鄰域內(nèi)所有像素點(diǎn)的灰度值求平均，作為像素點(diǎn)A的灰度值。
[0017]具體地，所述二三維數(shù)據(jù)融合的方法具體為：
[0018]首先將點(diǎn)云與影像數(shù)據(jù)投影到統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)下，通過(guò)構(gòu)建仿射變換模型，基于特征信息建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云與影像數(shù)據(jù)之間的粗配準(zhǔn)，對(duì)配準(zhǔn)后的點(diǎn)云進(jìn)行光譜信息融合處理；然后利用ICP算法實(shí)現(xiàn)影像與三維點(diǎn)云之間的配準(zhǔn)；最后將影像光譜信息融合到點(diǎn)云的每個(gè)三維點(diǎn)坐標(biāo)上，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云與影像數(shù)據(jù)的像素級(jí)融合。
[0019]優(yōu)選地，所述基于特征信息建立對(duì)應(yīng)關(guān)系為基于點(diǎn)、線和面信息建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0020]具體地，所述交叉跨越目標(biāo)識(shí)別的方法具體為：
[0021]首先提取光譜特征，利用影像的地物光譜信息、激光反射強(qiáng)度以及波段之間的組合與運(yùn)算產(chǎn)生的新的特征變量，作為反映地物差異的特征參數(shù)；然后提取幾何特征，對(duì)鄰域點(diǎn)集的三維坐標(biāo)進(jìn)行主成分變換，進(jìn)行歸一化處理，得到領(lǐng)域點(diǎn)的空間分布特征；通過(guò)不斷調(diào)整空間分析尺度的大小，分別計(jì)算對(duì)應(yīng)分析尺度下的幾何特征參數(shù)值，可得到一個(gè)特征向量，構(gòu)建特征子集，利用隨機(jī)森林算法識(shí)別交叉跨越段的地物目標(biāo)，并提取導(dǎo)線點(diǎn)集和交跨物點(diǎn)，構(gòu)建導(dǎo)線點(diǎn)集P
i
(x,y,z)和交跨物點(diǎn)集N
i
(x,y,z)。
[0022]具體地，所述交叉跨越凈空距離量測(cè)的方法具體為：
[0023]根據(jù)提取的導(dǎo)線點(diǎn)集P
i
(x,y,z)和交跨物點(diǎn)集N
i
(x,y,z)，循序遍歷計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)和交跨物點(diǎn)的空間距離D
i
，然后提取距離D
i
的最小值D
min
,即為導(dǎo)線與交跨物的最小凈空距離。
[0024]本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)在架空輸電線路交叉跨越段安裝實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，獲取交叉跨越段的二維影像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除噪聲的影響，將二三維數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，充分利用二維影像數(shù)據(jù)豐富的色彩信息與紋理信息以及三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)精確的三維空間位置信息，基于二三維數(shù)據(jù)的融合，提取交叉跨越目標(biāo)，并利用迭代搜索方式計(jì)算交叉跨越凈空距離，解決了現(xiàn)有交叉跨越凈空量測(cè)方式實(shí)時(shí)性不足的問(wèn)題，可以有效避免因弧垂過(guò)大、線路與被跨越物安全凈距不足導(dǎo)致的線路跳閘等事故的發(fā)生，從而提高電力傳輸?shù)陌踩浴?br/>附圖說(shuō)明
[0025]圖1為本專(zhuān)利技術(shù)的流程圖。
具體實(shí)施方式
[0026]為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]實(shí)施實(shí)例1：參考圖1，本實(shí)施例采用了一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，包括：
[0028]步驟1、數(shù)據(jù)采集：在架空輸電線路交叉跨越段安裝三維激光雷達(dá)設(shè)備和可見(jiàn)光相機(jī)，用于實(shí)時(shí)獲取交叉跨越段的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)；因?yàn)榧す恻c(diǎn)云能夠快速還原通道三維場(chǎng)景，并實(shí)現(xiàn)空間距離的量測(cè)，而影像能夠快速識(shí)別目標(biāo)，將兩者結(jié)合應(yīng)用于交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
[0029]步驟2、數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)采集的二維影像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)分別進(jìn)行預(yù)處理，其中二維影像預(yù)處理是通過(guò)影像到影像的線性或是非線性變換，對(duì)拍攝的原影像進(jìn)行去噪、增強(qiáng)對(duì)比度的效果；三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理是通過(guò)濾波算法去除點(diǎn)云噪聲數(shù)據(jù)。
[0030]步驟2.1、二維影像數(shù)據(jù)預(yù)處理：首先采用窗口遍歷的形式對(duì)待處理影像中的各像素點(diǎn)進(jìn)行處理。設(shè)待處理影像中任意像素點(diǎn)A的像素坐標(biāo)為(x，y)，采用的遍歷窗口像素大小為m*n,對(duì)當(dāng)前像素點(diǎn)A的灰度值進(jìn)行中值濾波，即以當(dāng)前像素點(diǎn)作為窗口中心，對(duì)像素點(diǎn)A的m*n鄰域內(nèi)所有像素點(diǎn)的灰度值求平均，作為像素點(diǎn)A的灰度值。通過(guò)濾波處理后的影像，能有效減少影像噪聲對(duì)影像有效信息的干擾；濾除噪聲干擾后，采用基于對(duì)數(shù)的影像增強(qiáng)方法進(jìn)行影像增強(qiáng)處理，以影像各像素點(diǎn)灰度值作為對(duì)數(shù)中的真數(shù)。利用灰度值對(duì)數(shù)化的方式，將整體影像的灰度信息變換至一個(gè)合適的區(qū)間，從而有效降低了高灰度部分的影像信息，增強(qiáng)了低灰度部分的影像信息，進(jìn)而顯示影像中的更多細(xì)節(jié)。
[0031]步驟2.2、三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理：由于通道環(huán)境復(fù)雜，采集的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)總存在噪聲，降低了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的質(zhì)量。采用小波分析進(jìn)行去噪處理，小波分析是一種時(shí)頻分析，因此可以同本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：步驟1、數(shù)據(jù)采集：在架空輸電線路交叉跨越段安裝三維激光雷達(dá)設(shè)備和可見(jiàn)光相機(jī)，實(shí)時(shí)獲取交叉跨越段的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)；步驟2、數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)采集的二維影像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)分別進(jìn)行預(yù)處理去除點(diǎn)云噪聲；步驟3、二三維數(shù)據(jù)融合：將二維影像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，在統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)下，把影像的紋理信息賦給點(diǎn)云，使其點(diǎn)云信息從四維(X,Y,Z,I)增加到七維(X,Y,Z,I,R,G,B)；步驟4、交叉跨越目標(biāo)識(shí)別；步驟5、交叉跨越凈空距離量測(cè)；其中，X和Y表示平面坐標(biāo)，Z表示高程，I表示激光反射強(qiáng)度信息，R表示紅色通道，G表示綠色通道，B表示藍(lán)色通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理中，所述二維影像預(yù)處理是通過(guò)影像到影像的線性或是非線性變換進(jìn)行處理；所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理是通過(guò)濾波算法進(jìn)行處理。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理具體包括以下步驟：步驟2.1、二維影像數(shù)據(jù)預(yù)處理：首先采用窗口遍歷的形式對(duì)待處理影像中的各像素點(diǎn)進(jìn)行處理；步驟2.2、三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理：采用小波分析進(jìn)行去噪處理，通過(guò)小波變換。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述二維影像數(shù)據(jù)預(yù)處理的具體方法為：設(shè)待處理影像中任意像素點(diǎn)A的像素坐標(biāo)為(x，y)，采用的遍歷窗口像素大小為m*n,對(duì)當(dāng)前像素點(diǎn)A的灰度值進(jìn)行中值濾波，即以當(dāng)前像素點(diǎn)作為窗口中心，對(duì)像素點(diǎn)A的m*n鄰域內(nèi)所有像素點(diǎn)的灰度值求平均，作為像素點(diǎn)A的灰度值。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的架空輸電線路通道交叉跨越實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述二三維數(shù)據(jù)融合的方法...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：時(shí)磊，余永瑞，蔣暢，劉博迪，冉志紅，歐進(jìn)永，馮文斌，楊恒，陳鳳翔，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：