组合激光雷达系统在输电线路测量中的应用

针对传统人工测量输电线路方法精度与效率较低的问题,提出一种机载激光雷达系统与地面激光扫描仪协同工作的组合激光雷达系统进行输电线路测量。机载激光雷达系统负责输电线路走廊点云数据的采集,地面激光扫描仪负责电塔高精度点云数据的采集,通过计算两个坐标系之间的旋转矩阵与平移向量,实现两组点云数据的融合。在张北500KV高压输电线路工程中进行应用试验,试验结果表明,该系统可以高效、准确地实现输电线路走廊中危险点的检测以及电力塔的倾斜度与变形监测,具有一定的实用价值。     

基于激光点云数据的架空输电线路动态增容交叉跨越校核方法

架空输电线路交叉跨越校核是线路动态增容的重要环节.传统交叉跨越校核方法基于人工现场测量交跨点线路弧垂、环境温度等数据,计算得到增容后导线温度下的交叉跨越距离,过程较繁琐且易产生人为测量误差.提出一种基于输电通道激光点云数据的交叉跨越校核方法,仅需在点云数据采集时同步采集导线温度,在三维模型中完成动态增容交叉跨越校核,提高了交叉跨越距离测量精度,并在此基础上实现了最大允许载流量计算.     

一种三维激光点云数据纠偏误差抽样验证方法

随着三维点云数据获取设备成本的降低和点云数据处理技术的成熟,基于点云数据处理的各种应用逐渐出现在了电网业务的各种应用场景中。由于RTK得到的飞行轨迹绝对坐标误差随飞机距离起飞点越来越远先是轻微的线性增加,在达到一定距离后将衍变为剧烈的非线性误差,由此得到的点云绝对坐标也将随着远离起飞点的距离产生随机误差,且大范围内的点云采数据采集,将生成数量巨大的点云数据,其中必然存在大量的错误坐标,为了减少错误坐标需要对采集到的点云坐标数据进行纠偏工作。在本文中我们提出了一种输电线路三维激光点云数据纠偏误差抽样验证方法（限制性百分比抽样检验法）。首先,我们对输电线路三维激光点云数据纠偏验证数据进行采样和统计分析;第二,对纠偏误差数据的分布曲线进行拟合确定误差的分布类型;第三,根据误差分布的上α分位点选取误差判断阈值d;第四,根据输电线路三维激光点云数据纠偏误差与杆塔类型和地形地貌等之间的关系,给出误差纠偏验证的规则;第五,提出限制性百分比抽样验证方法。实验结果表明我们所提出的限制性百分比抽样验证方法,能够灵活适应输电线路三维激光点云数据纠偏误差抽样验证场景。     

基于PCL的柴油机缸盖三维特征提取技术

为测量某型号柴油机缸盖的三维特征尺寸,通过CCD、线结构光和闭环反馈触发控制子系统扫描测量得到缸盖的三维点云数据。应用点云库（PCL,point cloud library）中的随机采样一致性算法（RANSAC）进行平面拟合,计算点云表面的法向量,完成测量坐标系转换,建立位置基准。采用PCL中的SAMODEL_CYLINDER模型将圆柱特征点和背景点进行分割,采用PCL函数拟合圆柱轴线向量、轴线上某点坐标和圆柱半径来确定圆柱位置,实现特征提取。实验表明采用PCL中的平面拟合函数、圆柱拟合函数具有较高的计算精度。     

无人机倾斜摄影技术在电力巡线树障检测中的实践应用研究

为解决目前贵州电网电力巡线工作中人工巡检存在精度低、效率慢、智能化水平低等问题,本文结合无人机倾斜摄影技术的工作原理,对输电线路杆塔、通道及周边环境进行无人机航飞、空中三角测量、建模,形成电力线通道三维点云,利用自动匹配算法生成的导线精确计算出树障距离和位置,并生成输电线通道障碍物报告。即将无人机倾斜摄影技术用于电力线巡检,可在恢复输电线路通道三维点云的基础上实现树障的定量化检测,探索出一种无人机智能电力巡线新方法。本文将从无人机航空摄影方法、地表三维点云重建方法、导线三维重建方法和树线距离量测方法四个方面入手,重点分析无人机倾斜摄影技术在电力巡线树障巡检作业中的工作原理和流程,并结合一线巡检班组的实验数据,阐述其在实践中的具体应用。     

基于三维模型比对的输电线路弧垂检测方法

提出了一种基于三维模型比对的输电线路弧垂检测方法,以输电线路的激光点云和BIM设计模型为数据融合基础,首先对输电线路点云数据滤波分类,建立输电线路的激光点云模型,并将BIM设计模型转化为BIM点云模型;然后根据激光点云模型中一档距线路的固有特征将其定位到相应的BIM点云模型上,并提出改进的ICP算法实现激光点云模型和BIM点云模型间的精确匹配;最后通过模型间的比对获得弧垂检测结果。实验结果表明,所提算法具有无需人工干预、高效率和高精度的优点。     

机载激光雷达数据在山区输电线路工程中的应用

目前机载激光雷达数据具有高精度、高分辨率、点云密度大以及方便可视化处理等优点,逐渐应用于基础测绘、三维建模、林木调查以及电力勘测等领域。为了论证机载激光雷达数据在山区输电线路工程中的优势,满足输电线路工程勘测基本要求,本文结合青海—河南±800 kV特高压直流输电线路工程(11标段),从路径优化、定位、平断面绘制等角度,阐述了机载激光雷达数据在山区输电工程中的具体应用,并将机载激光雷达数据与实测数据对比。结果表明:机载激光雷达数据在山区输电线路工程中应用广泛且测量精度较高,能够满足输电线路工程设计要求,可以极大提高外业勘测效率。     

输电线路走廊三维可视化技术和系统设计

结合输电线路巡视需求,利用携带激光扫描仪的无人直升机进行巡线,获得输电线路走廊的海量激光扫描数据,根据激光扫描数据对电力线走廊进行三维建模,开发了输电线路走廊三维可视化系统,实现输电线路走廊三维可视化。该系统以无人直升机的高精度三维激光点为基础获取云数据源,对云数据进行分析和处理并生成相关地形模型、铁塔/输电线模型后集成开发,能够准确有效地模拟和再现输电线路走廊内的地形、地貌、地物,并可进行三维操作,同时还能够实现无人直升机飞行过程三维实时可视化。通过无人机巡线的实际数据验证了输电线路走廊三维可视化系统的可行性和有效性。     

激光点云在输电线路优化选线中的应用研究

相比于传统航空摄影测量数据,激光点云数据具有高程精度高、三维表达直观、数据获取不受光照影响等优势,随着Li DAR技术在电力行业的发展以及“六精四化”建设新模式下对输电线路工程建设质量的新要求,将高精度激光点云更好地应用于输电线路工程对提升工程建设质量具有重要意义。从输电线路工程设计出发,研究激光点云在优化选线方面的应用,总结激光点云的应用方式,进一步挖掘激光点云在输电线路工程选线中的应用价值,为提升工程建设质量提供技术支持。     

输电线路电力走廊LiDAR数据快速提取方法

本文根据500kV超高压输电线路走廊实际特点,应用LiDAR点云数据处理技术,分析LiDAR点云数据中500kV超高压输电线路走廊的主要特征,提出基于高程信息的递进滤波算法,实现了500kV超高压输电线路走廊的快速高效提取。验证实验表明,算法不仅能快速滤除地面点和植被点,实现500kV超高压输电线路走廊提取,而且分类精度高达99.8%,对于后续500kV超高压输电线路走廊三维重建及电力设备测量应用提供了较好的数据源。     

螺纹钢性能测试视频引伸计研究

针对目前视频引伸计在实际应用中存在的做标记困难、标记在试验中容易发生脱落的问题，面向螺纹钢性能测试，研究了一套无需特殊人工标记，基于螺纹钢自身的纹理特征就可实现高精度位移跟踪测量的视频引伸计系统。介绍了视频引伸计测量系统的硬件组成、选型和基本工作原理。主要对所采用的图像匹配算法进行了研究，分析讨论了匹配模板位置和大小的选取、基于曲面拟合的亚像素定位算法以及动态测试中匹配模板的更新等问题。最后通过静态试验、刚性位移试验和动态试验验证了该视频引伸计系统能够保证测量的实时性和准确性。     

输电线路山火雷达实时监测技术及应用研究

输电线路山火灾害的监测是线路运维中的重难点问题,提出及时、有效的输电线路山火监测技术可以帮助提高运维效率.雷达遥测技术具有监测范围广、精度高、方便维护等优势.为了挖掘雷达在重要输电通道遥测领域的重大潜力,研发了基于Ka波段雷达的输电线路山火实时监测装置,并进行工程实测及应用.实测结果表明,研发建造的输电线路山火雷达实时...     

基于 2D 预处理的点云分割和测量研究

针对传统 3D 工业相机获取的点云数据进行工件检测时因工件粘连和噪声干扰导致边缘分割问题,考虑点云数据量大 影响检测实时性和 3D 特征点选取不准确导致测量误差大的因素,提出一种基于 2D 边缘检测的预处理方法,实现点云快速分 割和测量。 首先,采用改进的 Canny 算法对有序点云的纹理图像进行边缘检测,将检测后的图像进行数学形态学操作和轮廓检 测完成纹理图像分割,规避了在 3D 空间中进行分割处理,有效减少了点云数量;其次,结合工件的形状特征和放置方式,利用 掩膜操作提取出有序点云数据,使用基于 RANSAC 和条件滤波结合的方法对分割后的点云进行自适应阈值滤波处理,有效去 除了噪声点云;最后,对经过预处理后的目标点云基于 PCA 的包围盒去计算工件尺寸以及表面法向量。 实验结果表面,和传统 的 3D 分割算法相比,能够更准确的提取出目标点云,有效减少了待处理点云数量,整体分割效率提高了约 20%;工件尺寸的平 均相对误差约 1. 24%,可以满足测量的需求。     

电网瞬时频率跟踪算法设计

在高压直流输电工程中,采用高精度锁相环跟踪电网相位,并在设定角度产生点火脉冲触发换流阀,瞬时电网频率跟踪速度和精度对锁相环至关重要,传统的频率测量方法无法同时满足速度和精度的要求。提出了一种电网瞬时频率跟踪算法。该算法将三相电压瞬时值进行Clarke变换,经有限冲激相应滤波器(FIR)滤除谐波和负序分量后,计算电网实时相位,采用相差法实现了对电网瞬时频率的跟踪。通过仿真和实验验证,该算法可准确、快速地跟踪各种电力信号的瞬时频率,有效地滤除谐波和噪声,电网瞬时频率的测量精度高达±0.005 Hz。     

750 kV凉乾线路弧垂测量及其误差分析

对西北电网首条750 kV同塔双回输电线路工程竣工验收与日常维护工作中应用的弧垂角度法这一测量方法进行了分析。并对经纬仪放置在中心桩处的测量误差进行了分析,以满足工程测量要求。针对现场应用编制了分析软件,实现了线路弧垂快速的测量     

基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法

根据输电线路运维要求,提出了一种基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法。首先采用自适应滤波法对无人机激光雷达点云数据中的地面进行分离,然后根据点云邻域内的点集组成的协方差矩阵奇异值构成的维度特征和方向特征对导地线、杆塔和典型地物进行分类。再通过悬链线方程建立输电线路三维模型,并基于网格剖分方法计算输电走廊中地物与输电线路导线的距离,最后根据规程对不满足安全距离要求的树木和建筑自动计算得出清理区域。将自动计算结果与人工计算分析结果进行了比对,验证了提出方法的准确性和有效性。结果表明,提出的走廊清理方法具有误差小和效率高的特点,且利于输电线路运维工作。     

基于分层强化学习的数字化输电线路路径规划研究

在输电线路的设计中,使用三维数字化设计技术可以显著提升地形的划分精度,然而地形划分精度的提升会使得地形栅格矩阵维度呈指数级增加,导致路径规划过程中出现维度灾难问题.为解决该问题,研究了一种基于分层强化学习的数字化输电线路路径规划方法.建立输电线路的三维数字化云平台,使用不同比例尺对地形数据进行重采样,将原始的地形重构为...     

基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演

高压输电线覆冰是电网安全运行管理维护部门关注的重点致灾因子之一,其中覆冰厚度是输电线路风险评估、除冰策略等研究的关键指标。针对现有覆冰厚度提取精度不高、效率低等不足,提出了一种基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演方法,即模型-应力-冰厚法。首先从两期激光点云中精细提取输电线三维空间模型,结合导线参数提取空载输电线水平应力。然后根据状态方程,计算覆冰输电线水平应力。最后综合覆冰输电线三维空间模型和水平应力,计算其综合比载,最终实现覆冰平均厚度快速反演。实验结果表明:该方法能快速实现输电线覆冰厚度反演,覆冰厚度反演误差最大值为0.30 mm,相对误差为6.58%。该研究对高压输电线路覆冰风险监测与评估具有重要的应用价值。     

改进型多项式匹配图像去噪算法的研究与应用

为进一步改善常规多项式匹配算法的去噪能力,针对常规多项式匹配算法容易模糊图像边缘/纹理等细节问题,提出一种基于边缘保护的改进多项式匹配滤波的算法。该方法在常规多项式匹配算法基础上,改进滤波窗口的选择方式,沿着图像纹理走向方向提取自适应滑动滤波窗口,选择具有最小匹配误差的窗口进行匹配滤波并作为最终输出结果。然后分别在灰度图像和实际CT图像进行测试,经数据验证表明,该方法在有效压制噪声的前提下能够保持边缘/纹理信息,峰值信噪比平均提升80%以上,均方根误差减少80%以上。认为和常规多项式滤波方法、中值滤波方法、双边滤波方法、边缘保持滤波方法、三维块匹配去噪算法和去噪卷积神经网络方法相比,改进方法能够有效提升图像视觉效果,满足图像应用要求,具有良好的应用前景。     

220kV输电工程结算阶段造价评价指标模型研究和应用

为了满足迅速上涨的电力需求,需进行大量电网基础设施建设。输电工程作为建设重点之一,吸引着大量的资金投入,其工程造价的合理预测、规划对于电网基础设施建设工作的实施具有重要意义。文章结合220 k V输电工程结算阶段造价的实际统计数据,建立了新造价体系,并通过一系列的数据处理、判定和计算实现了220 k V输电工程结算阶段造价的预测,最后通过支持向量机方法验证了该指标体系预测的可靠性。