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。     

三轴加速度传感器测量空中风技术研究

随着微加工工艺的不断提高,加速度传感器越来越得到广泛地应用。文章首先对探空仪系统在大气流场中的受力状况进行了详细分析,在此基础上建立了利用三轴加速度传感器测量空中风的数学模型,并对空中风矢量进行了解算。通过对试验中的实测数据求解,并与目前空中风测量手段进行比较,验证了该测风方法的可行性。     

基于多旋翼无人机GPS坐标计算的树障面积快速测定法

为了快速测定树障环境下的任意多边形的面积,提出了基于多旋翼无人机GPS坐标计算的树障面积快速测定法。该方法通过无人机定位取点并选取待测区域外任意一点与多边形各顶点相连接形成多个三角形来计算任意多边形的面积,并在此基础上开发出了一款面积测量软件——无人机面积测量软件1.0。实地面积测量结果表明,该方法能够快速的对指定区域进行面积测量且相对误差精度可达到95%以上。     

月球卫星CE-1三线阵影像数据的解算试验

利用"嫦娥一号"卫星上搭载的CCD立体相机获取的月面三线阵影像数据,再配合激光高度计(LAM)数据,经过摄影测量解算可以制作月面数字高程模型(DEM)和数字正射影像图(DOM)。本文采用两种方法对月球卫星CE-1三线阵影像数据进行了月面点坐标的解算试验,方法一是根据测控给出的外方位元素直接解算,方法二是对影像上提取的像点进行区域网平差解算,根据两种方法的解算结果,比较了各方法的精度,达到了预期目的。     

飞机最小离地速度试飞光电测量技术

ARJ21-700飞机的最小离地速度测量是FAA适航取证的关键考察科目,属于高风险科目.首次采用光电测量技术对ARJ21-700飞机的最小离地速度试飞科目进行测量,对采集的数据进行判读、脱靶量修正、数据异常值识别、目标航迹参数解算、数据平滑滤波、目标速度参数解算等,并进行试验结果数据的误差分析.试验结果表明,采用的方法满足该试飞科目要求,并可在同类飞行试验课题中推广使用.     

基于三维点云数据的输电线路通道树障精细化管理技术

文章根据三维点云数据的输电线通道树障精细化管理技术开展现状,收集了树障管理的相关标准和方法,分析总结了目前树障管理、现场管理过程中存在的痛点问题,提出了项目研发需求,深入调研了激光雷达点云后处理相关技术、树障区域检测及矢量拟合技术,为树障细化治理工具的研发建言献策。     

基于地磁场的弹体滚转角几何解算方法研究

弹体姿态的测量是一项关系到弹道修正实现的关键技术,基于地磁场的姿态测量方法以其低成本、无累积误差等优点成为当前的研究热点。通过几何关系人手,从几何解算方法模型的建立到解算原理的推导,建立地磁场局部模型,推导了解算方程,并利用弹体运动过程中的空间几何关系对三角函数解算结果的多值进行了分析。利用实弹的数据进行了验证分析,表明该解算方法简单且能达到预期的测量效果,具有很好的应用前景和重要的军事应用价值。     

弹载磁测系统等效安装误差的在线标定与补偿

针对旋转弹用磁测系统在飞行过程中,存在由机械安装误差以及固定磁干扰带来的测量系下三轴磁矢量与弹体系不平行问题,提出一种磁测系统与弹体之间等效安装误差角的在线标定补偿法;通过分析磁测系统实时输出的三轴地磁矢量信息,建立测量信息与误差的误差模型,利用类正弦信号特征值求取误差角,进而补偿磁测信息中的误差项,最终提高磁测系统解算输出的滚转角精度;实验结果表明,当弹体仅做滚转运动时,经过该方法补偿后磁测系统解算的滚转角比补偿前解算的滚转角精度可提高6倍以上,滚转角解算误差保持在2.以内,可以满足制导弹药对滚转角的精度需求.     

基于有序树模型的故障检测

针对分布区域广、结构复杂的系统,提出了有序树模型来实时、有效地实现故障检测。通过分析复杂结构系统的布局特性,构建了有序树模型,实现了对检测数据关联性的有效表示;利用有序树结点间的关联性和传感器的测量值,估算出相应结点的数据计 算值;根据相应结点测量值与估计值的关系,推算出管道运行工况,实现对复杂系统故障的检测。通过仿真验证了该方法故障检测的有效性,为系统的维护提供了理论依据。     

姿态解算与外力加速度同步估计算法

针对惯性导航应用中,姿态解算与外力加速度估计互相干扰的问题,提出一种基于四元数和扩展卡尔曼滤波器的姿态解算与外力加速度同步估计算法。首先,利用估计的外力加速度修正传感器加速度数据得到准确的反向重力加速度,再结合地磁场向量通过梯度下降算法解算得到旋转四元数的测量值;其次,构建扩展卡尔曼滤波模型,对旋转四元数和外力加速度进行更新,得到旋转四元数的预测值和外力加速度的预测值;最后,用旋转四元数的测量值和测量得到的加速度数据对预测值通过扩展卡尔曼滤波的方法进行校正,最终得到准确的旋转四元数和参考坐标系下三轴方向上的外力加速度。实验表明,通过扩展卡尔曼滤波同时对姿态和外力加速度估计的方法,能够迅速收敛并准确得机体姿态信息以及外力加速度信息,欧拉角误差为±1.95°,加速度误差为±0.12 m/s²,并且该算法能有效抑制外力加速度对姿态解算的影响,准确估计外力加速度。     

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、建模,形成电力线通道三维点云,利用自动匹配的导线精确计算出树障距离和位置。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,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。     

基于动态检测技术的配电网输电线网损评估

通过直接估计输电线路电阻实现配电网电线网损评估功能,存在难以精准把握的问题,因而提出了将配电网输电线最高允许温度转化为有功功率损耗的限制,从而确立输电线短期热定值的方法。以输电线路热平衡方程中环境参量作为状态变量,根据输电线有功功率损耗与电阻、温度的的耦合关系,推导出输电线有功功率损耗变化的微分方程,以此建立系统的量测方程;同时,考虑热平衡方程式参数变化的迟缓性,建立状态变量空间表达式;继而,依据输电线有功功率损耗变化率,采用卡尔曼滤波的方法,实现对状态变量的估计。由此,完成了配电网电线网损评估的功能,为配电网输电线短期最大电流运行方式是否可行提供了解决依据。以贵州省凯里某地区220kv配电网输电线的实测数据为例,验证了本文方法的可行性与有效性。     

输电通道机载激光点云多级配准研究

机载LiDAR在输电通道变化检测应用中的关键是多时相点云的高效高精度配准,实验将PCA主轴变换与改进ICP算法相结合提出一种多级配准方法.首先基于输电通道杆塔不易形变的特点,采用PCA算法计算对应杆塔点云的3个主轴向量,通过校正主轴方向得到两组杆塔点云的粗略位姿变换关系,然后利用改进搜索和收敛策略的IC P方法实现精配...     

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.     

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Voronoi图的障碍不确定数据的聚类算法

数据采集过程中普遍存在不确定性,并且在现实地理空间中,不确定数据之间可能存在障碍物间隔。为解决障碍空间中不确定数据的聚类问题,提出APPGCUO算法,该算法包括三个过程:在障碍物约束下采用R树节点最小最大值方法提出的RPT-OUCure算法,用以生成局部最优解,提高生成局部最优解的效率;继而利用近似骨架的理论提出GIABO算法,以局部最优解生成有效初始解,避免划分聚类算法中任意初始解的不足;最后结合Voronoi图的特性提出VPT-KMediods算法,减少不确定数据的积分运算量。实验结果表明,APPGCUO算法具有较高的聚类效率和质量。     

A current independent method based on synchronized voltage measurement for fault location on transmission lines

This paper presents a new method based on synchronized voltage measurement technique in order to identify the fault locations in two and three-terminal transmission lines. Due to common problems of current transformers in distance protection of power system and as result increasing cost and reduction of protection accuracy, proposed method is independent of current measurement and based on transmission line terminals voltages measurement. Pre-fault and post-fault voltages at both ends of the line are measured synchronously and used to calculate the fault location. Proposed method calculates the fault location using Thevenin model of faulted system and transforms the whole parameters to symmetric components. Using proposed technique, fault location can be calculated with a lower than 0.6% error without using current transformers. EMTP/ATP simulation results and mathematical analysis show that proposed fault location technique is independent of fault type, fault resistance, fault inception angle and loading angle of the transmission line.     

基于互相关技术的跨台区电力通信信号检测

跨台区电力通信是一种新型的基于配电网络的通信技术，其调制信号的波形是确定的，将该波形与接收信号波形作互相关运算，提高了系统信号噪声比，这种信号检测方法可靠性大大优于先前采用的基于时间测量的信号检测方法，现场应用效果良好。文中分别介绍了跨台区电力通信基本原理、互相关信号检测原理及其在跨台区通信中的应用。     

基于知识库的输电线路巡检机器人的越障控制

介绍了一种高压输电线路巡检机器人越障控制方法。高压输电线路巡检机器人在翻越同一障碍物时重复同一套操作动作,可通过在实验室进行越障过程示教,离线学习形成操作知识库,实际越障时自动调用操作知识库并与在线信号相结合完成自主越障动作。讨论了知识库的一般组成和功能,并分析了激光传感器定位的方法以实现巡检机器人滚动轮与导线“对中”。经过实验验证,该控制方法具有稳定可靠,硬件结构简便,能可靠地完成控制任务,实现自主越障。