基于多传感器融合的无人机电力线巡检

电力线与下方物体的距离是输电线路安全运行的重要指标,需要对其巡检以保证其距离满足安全距离条件.提出一种测距方案,使用无人机基于三维场景重建测量电力线与下面的地物间的距离.通过将激光点云数据、影像数据和位置信息在时空维度配准,实时生成电力线路附近区域彩色图像与激光雷达的融合信息,利用深度学习算法多模态神经网络的RGB-Depth语义分割提取输电线路特征,基于体素、大规模语义场景重建以及导线建模,通过拟合线模型铅垂线方法对下方地物安全距离进行实时检测,实现了判断电力线下方地物距离是否符合安全生产条件.实验结果证明该测距方案具有实用性和准确性,有助于提高输电线路运维水平.     

基于激光雷达和可见光立体测量的无人机电力巡线技术研究

随着社会经济的迅速发展,电力供电可靠性要求在不断提高,输配电线路的覆盖范围越来越广,电力巡检技术正在向自动化、智能化方向不断发展.随着无人机技术的发展与普及,将其应用于电力线路巡检技术中将极大提高电力工人在线路巡线、紧急抢修及状态监测等方面的工作效率.本文基于激光雷达和可见光立体测量技术,对无人机激光雷达巡线作业模式下的激光点云自动分类方式进行了研究,并基于多旋翼可见光立体测量的电力线路走廊进行三维建模,以达到有效提升模型生产效率的目的.基于本文提出的方法,对某段电力线路巡检,验证了本文所提出的无人机电力巡线技术的有效性及可行性.     

图像处理技术在无人机电力线路巡检中的应用

目前,巡检高压输电线路过程中,其中一项常见方式是利用无人机进行线路巡线。研究和处理无人机航拍收集的通道图像,能够及时发现线路器件是否存在问题。利用图像处理技术,能够有效解决人工处理效率低下、误差率高等问题,在无人机电力线路巡检领域具有广阔的发展前景。基于此,针对当前国内和国外无人机电力线路巡检中图像处理技术的应用情况,探讨无人机电力线路巡检中影响图像处理技术的因素,研究图像处理技术在无人机电力线路巡检中的应用。     

基于点云凸包算法的输电线路树障面积与高度计算实现方法

输电线路走廊大部分都有植被,植被的树木生长会威胁到输电线路的安全运行,所以树障清障是输电线路一项重要的日常工作。为保证输电线路树障清障的工程有计划准确的统筹和执行。现有的科技进步已发展到能通过航测手段生成点云进行输电线路导线与树障之间的安全距离分析,解决了发现树障隐患的问题。但现有的方式只是分析出树障点和安全距离,后期还要花费大量人力到现场勘察树障高度和面积确认工程量。本文提出了一种利用Graham扫描算法计算树障高度与面积的方法方式,将工作量大的现场勘察转移到在计算机进行点云算法估算。     

机载LiDAR测量技术在输电运维中的应用

输电线路运维是输电管理的重要环节,传统输电线路巡检依靠人巡为主机巡为辅的作业模式,其巡线测量精度、准确率、时间周期长难以保证;当前机巡作业在一定程度上缓解了运维压力,解决输电线路通道大致情况的检查,但仍未实现树障的精确巡检,机载LiDAR技术的出现使得输电运维模式得以改善,其作为新兴测量手段使输电通道危险点精准测量检测成为可能,文章探讨了传统输电线路运维存在的工作效率、安全度及作业强度等问题,结合机载LiDAR的特点研究该技术在电力工程勘测成图及输电通道危险点检测分析领域技术实现流程与应用情况,研究激光点云数据快速处理与分类,实现对输电通道环境的及飞及测,探讨进一步提升运维应急抢险反应速度和隐患判定的精度,以减少运维人工巡线的投入,提高运维效率。     

基于无人机倾斜摄影的电力巡检三维建模研究

目前,面对国家特高压(UHV)骨干输电网络规模的不断扩增,传统的野外人工电力巡检机制已经无法适应新需求。对此,结合倾斜摄影可多视角、实时采集影像信息的优势,搭载多旋翼无人机技术,构建无人机电力巡检系统。基于前视与侧视的双视角采集需求,进行无人机倾斜摄影设备的选型。而后,结合巡检资料与无人机航线规划展开过切斜摄影作业,从而获取电力巡检的多维图像数据。最后,根据图像信息,利用连接点提取、密集匹配等技术,使用Pix4Dmapper软件完成电力巡检三维模型重建。通过试验证明,该无人机巡检系统可准确再现三维实景,与实测数据的偏差较小,达到了三维建模的高精准要求。     

无人机激光雷达智能识别输电线路缺陷

针对我国高压输电线路巡检周期长、作业强度大、无法保证巡检结果客观性与完整性的问题,提出了一套无人机三维激光雷达智能识别输电线路缺陷的研究方法。该方法首先使用自动化分类方法将走廊三维点云进行金字塔式数据重采样及分档式处理;其次将分档数据自动划分为地面、植被、杆塔、导线4个类别,结合人工判读识别低等电力线、公路等其他类别;最终,根据国网相关安全局规程提取当前工况下导线与周围地物存在的安全缺陷。实验数据表明,所提出的方法可有效识别导线-植被、导线-建筑物、导线-交跨等多类重要缺陷,可大幅提升现有高压输电线路巡检流程的质量与效率。     

基于直升机激光点云的分裂导线重建研究

电力线三维模型是输电线路安全和增容分析的基础,机载/直升机激光雷达技术已经成为电力三维模型重建的重要技术手段,但少有研究涉及分裂导线的高精度建模。通过分析分裂导线点云数据的特点,提出一种基于点云分段、聚类分析和曲线拟合的分裂导线精细三维重建方法。最后利用获取的四分裂导线点云数据,考虑实际作业中可能遇到的点云缺失、密度偏低等情况,对算法进行了测试和分析。结果表明:该算法能够自适应地识别点云中分裂导线的数目,分离不同分裂导线的点云,建模结果可以满足输电线路安全分析的要求。     

基于激光点云数据的输电线路安全检测分析研究

输电线路安全检测与分析是电力系统的智能化、数字化建设不可或缺的重要组成部分。当前输电线路超高压、大容量建设趋势,增加了输电线路检测与维护的难度。因此为提高人工巡检效率,突破复杂地形对巡线的局限性,提高空间定位精度,设计了一种基于激光点云数据的输电线路安全检测分析系统。系统功能主要包括电力走廊点云自动分类提取、安全检测分析,能够对电力线、杆塔等输电设备数据以及建筑物、河流等其他走廊地物数据进行自动分类提取;通过检测电力线与其他走廊地物之间的距离判别危险点类型,生成安全分析报告;为验证系统有效性,将系统分析数据与人工现场测量数据进行对比分析,结果表明,该系统能够精准地判别输电线路危险点,具有较高的实际应用价值。     

基于无人机载多载荷的输电线路巡检方法研究检测

无人机进行电力线路巡检的作业模式在南方电网已经开展了一些示范验证并获得一定的推广应用,目前的巡检方式多为无人机或有人机挂载激光雷达进行巡检。为提高线路巡检效率、提高隐患目标识别准确度,本文提出激光雷达和可见光相机一体化应用的方法来提高巡检自动化程度、提高巡检精细度、提高作业效率及可靠性。首先针对一次飞行同步采集巡检区域的激光点云数据和可见光影像数据,在对采集的数据分别进行相应的预处理;然后将点云数据和影像数据融合处理分析,实现输电线路隐患目标自动识别和精准定位。采用旋翼无人机实际巡检获取的输电线路激光点云数据和影像数据对该过程进行了验证,试验结果表明,基于无人机载多载荷的输电线路巡检具有较高的自动化程度和准确性,缺陷识别检测的水平距离误差为0.1467米,缺陷识别的垂直距离误差为 0.1025米,缺陷识别的净空距离误差为0.1575米,识别检测效果良好,对输电线路巡检具有重要的意义。     

空地融合的城市道路基础设施数字化技术研究

城市道路基础设施三维模型的重构,在城市道路BIM应用与数字化领域具有重大意义;针对城市交通基础设施数字化重构的需求,对车载激光扫描与无人机倾斜摄影采集技术进行综合运用,提出一套从信息采集、空地点云配准、点云分割到三维重构的完整技术方法;首先使用车载激光扫描技术和无人机倾斜摄影技术对交通基础设施信息进行采集,并使用运动恢复结构算法(SfM,structure from motion)生成基础设施空地点云;其次使用迭代最近点法(ICP,iterative closest point)对空地点云进行精配准,然后利用基于PointNet网络的方法对融合点云进行语义分割;最后对分割出的交通基础设施对象进行三维重构;提出的空地融合的城市交通基础设施数字化技术能够高效地实现交通基础设施重构,为城市交通基础设施数字化提供基础、为后续交通专业领域的应用研究提供便利.     

基于多旋翼无人机的电力巡线飞控系统研究与实现

为解决目前贵州电网所开展的无人机可见光摄影巡线工作中存在的效率慢、自动化水平低等问题,本文结合摄影测量学原理,针对无人机在电力巡线作业中特殊的飞行需求,基于飞控SDK二次开发平台,设计出一套无人机智能电力巡线飞行控制系统.本文将从电力巡线飞控系统设计、电力巡线航线设计原理、基于飞控SDK的开发原理以及飞行控制重要功能实...     

基于空三解算技术的树障测量技术研究

电线与树冠之间的准确而有效的测量可以有效地防止与植被有关的故障,并确保电力系统的安全稳定运行。针对电力走廊树木障碍的测量难度,提出了一种基于空三解算技术进行测量的方法。通过拍摄电力线走廊区域的正面照,并使用图像的重叠特征点,可以算出每张照片的方向元素。根据空中三角剖分的原理,采用像素匹配算法计??算测量区域的密集点云数据,可以对树障测量进行统计,然后计算出树障的值。实验结果表明,空三解算方法可以实现对传输线势垒值的测量,测量误差可以满足测量树木与输电线路之间距离的需要。     

Application of PPP Technology and Airborne Lidar in Power Line Inspection

Through the power line test,this paper presents the feasibility of applying the PPP technology of GPS,GLONASS and BDS multi-source fusion to verify the application of the generated POS data and 3D point cloud data to the high voltage power line inspection.The POS data fusion and calculation of different strategies are used to analyze the POS data accuracy of the POS data,GPS,GLONASS and BDS multi-systems under the base station differential POS data and the single GPS system.The 3D point cloud is generated by the POS data of different strategies,and the deviation distance and distribution of differential point cloud data are statistically analyzed.Finally,it is concluded that the point cloud data generated by the single GPS is about 20-40 cm,and the distribution is not uniform and the deviation distance fluctuates greatly.It can not meet the requirement of the fine inspection of the power line.The point cloud data generated by the PPP technology of multi-source fusion and the distance deviation from the point cloud data under the base station difference are 10 cm in the direction of X,The direction of Y is 6 cm and the direction of Z is 4 cm.The distribution of point cloud data is uniform and stable,which basically meets the requirements of the power line inspection,and the point cloud data can also be used for the fine inspection of the power line.     

基于无人机倾斜摄影的航空器搜寻区域建模

无人机具有体积小、机动灵活,响应迅速等特点,倾斜摄影技术能快速全面的采集地面数据。近年来在航测领域无人机倾斜摄影技术得到了快速的发展,论文以倾斜摄影技术原理为理论依据,分析无人机倾斜摄影技术作业的关键流程,并设定航空器失事不同典型区域,通过实际数据采集作业,对失事区域进行三维实景建模,结果表明该应用研究能满足航空器失事后,对失事搜寻区域进行快速,高精度的三维实景建模,实景模型能很好地满足搜救行动的需要,为搜救行动的高效快速行动提供了支持,具有实际应用的意义。     

输电线路多旋翼无人机自动驾驶智能巡检系统

针对日益繁重的输电线路巡视工作以及输电专业无人机巡视方面难度大、风险高、自动化程度低等问题,本文提出了一种输电线路多旋翼无人机自动驾驶智能巡检系统及方法,结合人工智能图像识别技术实现了机巡数据的智能处理,建立了输电线路自动智能巡检作业的新模式.本文重点介绍了巡检系统的结构、功能及关键技术,通过佛山地区输电线路巡视的应用实践,该系统大大提高了电网巡检效率,证明了其有效性和合理性.     

基于无人机智能视觉的输电线路全息全景重建

针对当前重建方法不能精确展现输电线路实际情况的问题,提出基于无人机智能视觉的输电线路全息全景重建方法。通过分析输电线路全息全景重建原理,采用无人机智能视觉技术对输电线路进行拍照,对输电线路全息全景图像进行采集和特征提取等预处理,跟踪图像特征,引入立体匹配算法,实现输电线路全息全景的重构。实验结果表明,所提方法输电线路重建精度高,视觉效果与实际相符,更具实用性及可行性。     

激光雷达的多源数据融合点云分类算法研究

根据单档输电线空间分布特性,提出了改进随机采样一致的输电线点云分割方法。首先优化初始样本点选择原则、引入最小二乘原理参数求解等改进策略,提高了随机采样一致性算法输电线模型重建精度;然后以直线-抛物线方程为单根输电线识别的约束条件,利用逐根提取方式实现输电线激光点云分割。选择两组典型代表性的机载激光点云数据进行实验分析,该方法有效解决了数据缺失、点云噪声等复杂背景环境的输电线激光点云分割,准确率、召回率和整体精度最小值分别为99.19%、99.25%、99.10%。较之已有方法,本文方法具有点云分割精度高、算法普适性强的优势;随机采样一致性(RANSAC)算法是常见的激光点云分割方法,但该算法推广至输电线场景时存在点云分割效率低、抗噪性差等不足,不利于高精度的输电线模型重建及后续线路风险检测。