一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法

摘要

本发明提供了一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法，包括以下步骤：S1：将整体航线进行航点分段；S2：通过邻近点云数据影响因子计算出筛选阈值；S3：通过对每个航线段两端航点的高程值与筛选阈值进行结合原始点云数据集进行比对筛查，航线段中候选危险点云数据筛查出来；S4：对候选危险点云子集内的杆塔点云数据与航线段逐点进行空间安全距离碰撞检测；S5：对碰撞检测集合中的危险点集合进行复测；S6：将复测后的危险点存入危险点云子集中，对危险点云子集中的航线区分危险点和危险段。本发明所述的一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法解决了人工进行杆塔巡检的航线规划时间长，且规划完的航线质量无法全面检测的问题。

说明书

技术领域

本发明属于无人机自主巡检航迹规划领域，尤其是涉及一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法。

背景技术

近年来，国家电网建设发展迎来迅速发展的阶段，电网的安全性巡检越来越受到关注。日益增长的电网建设，和传统人工巡检模式巡检效果差、人工成本高、工作效率低等方面问题越发突出，已不能满足电网巡检的新要求。传统依靠人工为主的线路巡检模式已经无法满足当前及未来电网巡检追求管理精益化、降本增效的战略发展需要。在输电线路巡检中，尤其是杆塔的巡检需求日渐突出。人工进行杆塔巡检的模式,需要飞行手在杆塔下手动规划航点，进行杆塔巡检，无法进行航线的危险点检测的可视化，手动航线规划时间较长，且规划完的航线质量也没法全面检测，已经不能满足日渐增长的需杆塔巡检需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法以解决人工进行杆塔巡检的动航线规划时间长，且规划完的航线质量无法全面检测的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法，包括以下步骤：

S1：将整体航线进行航点分段；

S2：通过航线段内航点的邻近点云数据影响因子计算出筛选阈值；

S3：对每个航线段两端航点的高程值与筛选阈值进行结合，再将结合后的数据与原始点云数据集进行比对筛查，将航线段中候选危险点云数据筛查出来，存储到候选危险点云子集中；

S4：对候选危险点云子集内的杆塔点云数据与航线段逐点进行空间安全距离碰撞检测；

S5：对碰撞检测集合中的危险点集合进行复测；

S6：将复测后的危险点存入危险点云子集中，对危险点云子集中的航线区分危险点和危险段，从而重新修正危险航线。

进一步的，步骤S4中利用的空间安全距离碰撞检测包括对候选子集内的点云数据逐点与航线段进行碰撞检测，通过与自动化调整的航线段安全阈值进行比较得出当前航线段内危险点并存储于危险点子集中。

进一步的，步骤S5中利用的复测是对非候选点云子集进行随机抽取复测，将随机抽取到的点进行空间安全距离碰撞检测，将疑似危险点存储于危险点子集中，用于降低漏报率。

进一步的，步骤S5中获得最终的危险点云子集后，对危险点云子集中的航点进行可视化警告。

进一步的，所述可视化警告在航线段检测的危险点处于航线段的某一端点处时，仅将靠近航点段部分用红色告警显示，并突出显示对应的航点；如果危险点处于航线段之间时，将对整个航线段进行红色告警显示，并突出显示两端航点。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法能够快速准确的区分危险点和危险段，对最终航点重新编辑具有明确的指导意义，在一定程度上更简洁明了的输出航线中危险点的位置，能够快速重新修正危险航线。

(2)通过将整体航线进行航点分段，对分段出的航线段，根据当前航线段两端航点的高程值，以及结合邻近点云数据影响因子算出的筛选阈值对原始点云数据集进行筛查，存储到候选点云子集中，增加了危险点检测的可靠性、降低计算复杂度、减少资源浪费。

(3)对候选点云数据子集中的点云数据逐点与航线段进行高效的空间安全距离碰撞检测即空间中点到线段的距离检测，结合飞机飞行的安全距离计算阈值，得出危险点子集，计算复杂度低，运行效率高。

(4)对非候选点云子集原始数据集合进行复测，降低了虚报率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种电力杆塔巡检航线危险点检测的方法，包括以下步骤：

S1：将整体航线进行航点分段；

S2：通过航线段内航点的邻近点云数据影响因子计算出筛选阈值；

S3：通过对每个航线段两端航点的高程值与筛选阈值进行结合，再与原始点云数据集进行比对筛查，将航线段中候选危险点云数据筛查出来，存储到候选危险点云子集中，增加危险点检测的可靠性、降低计算复杂度、减少资源浪费；

S4：对候选点云数据子集中的点云数据逐点与航线段进行高效的空间安全距离碰撞检测即空间中点到线段的距离检测，结合飞机飞行的安全距离计算阈值，得出危险点子集，计算复杂度低，运行效率高；

S5：对碰撞检测集合中的危险点集合进行复测，对筛查出的危险点集合进行复测，利用随机抽取1/3危险点与原始点云数据集进行危险点验证，以减低虚报率；

S6：将复测后的危险点存入危险点云子集中，对危险点云子集中的航线区分危险点和危险段，从而重新修正危险航线。

步骤S4中利用的空间安全距离碰撞检测包括对候选子集内的点云数据逐点与航线段进行碰撞检测，通过与自动化调整的航线段安全阈值进行比较得出当前航线段内危险点并存储于危险点子集中。

步骤S5中利用的复测是对非候选点云子集进行随机抽取复测，将随机抽取到的点进行空间安全距离碰撞检测，将疑似危险点存储于危险点子集中，用于降低漏报率。

如图1所示，步骤S5中获得最终的危险点云子集后，对危险点云子集中的航点进行可视化警告。

所述可视化警告在航线段检测的危险点处于航线段的某一端点处时，仅将靠近航点段部分用红色告警显示，并突出显示对应的航点；如果危险点处于航线段之间时，将对整个航线段进行红色告警显示，并突出显示两端航点。

基于点云数据的高精度、多层面筛查机制、航线分段、逐个航线段内候选点云子集的空间碰撞检测、危险点子集与非候选点云子集的复查机制、航线内危险点的分类集合，能够全方面、无死角的检测航线的危险点。全自动化、多维度、多层面的航线危险点检测，极大的提升了航线安全性检查的效率，输出高可用、高安全性的一键飞行航线。其中，多层面的危险点筛查机制和逐个航线段内候选点云子集的空间碰撞检测技术是本方法的核心，具体如下：

多层面的危险点筛查机制，通过对航线进行航线段细化、结合航线段两端航点的高程值，以及结合邻近点云数据影响因子算出的筛选阈值对原始点云数据集进行筛查得到候选点云子集；对候选点云数据子集中的点云数据逐点与航线段进行高效的空间安全距离碰撞检测，结合飞机飞行的安全距离计算阈值，得出危险点子集；能够对非候选点云子集原始数据集合进行复测，在一定程度上降低漏报率，对筛查出的危险点集合进行复测，利用随机抽取1/3危险点与原始点云数据集进行危险点验证，在一定程度上减低虚报率；

航线段内候选点子集的空间碰撞检测技术，包括对候选子集内的点云数据逐点与航线段进行碰撞检测，通过与自动化调整的航线段安全阈值进行比较得出当前航线段内危险点并存储于危险点子集中。

具体步骤如下：

1、加载当前杆塔的点云数据集A，当前杆塔的自动规划航线数据集P；

2、对当前航线数据集P中每两个相邻航点p

3、对每个航线段两端航点的高程值与筛选阈值进行结合，再与原始点云数据集进行比对筛查，将航线段中候选危险点云数据筛查出来，存储到候选危险点云子集中，将筛选出的点云数据存入候选点云子集

4、对进入候选点云子集B中的点云数据逐个和目标航线段进行碰撞检测，得出所有碰撞检测的结果X，对碰撞检测结果进行排序，得出检测最小距离值x

5、对非候选点云子集

6、对危险点子集D进行分类归属，对危险点d(d∈D)中的参数表中危险点位置属性进行更新，主要区分危险点属于航点端的危险还是航线段的危险；

依次逐个读取航线段1∈L完成上述危险点检测的步骤3-6，直至所有航线段的危险点检测完毕。

7、对危险点子集D进行复测，采取随机抽取的方式，抽取危险点子集D中的1/3危险点，存入待复测集合E中，原危险点子集命名为

对危险点子集中的航点进行可视化告警，会区分航线段的危险分布在航点上还是航线段之间，最终均体现在航点上。

航线段内危险点碰撞检测，主要是根据候选子集中的点云逐点与航线段进行空间碰撞检测。

对候选点云子集B中的每个点云b(b∈B)，计算其与航线段l(l∈L)的空间距离，将计算得出的空间距离存储于碰撞检测集合X中。逐点碰撞检测之后，对检测集合中危险点进行排序，得出最小值x

航线危险点可视化告警展示，主要采取的准则是，当航线段检测的危险点处于航线段的某一端点处时，仅将靠近航点段部分用红色告警显示，并突出显示对应的航点；如果危险点处于航线段之间时，将对整个航线段进行红色告警显示，并突出显示两端航点。最终将所有危险点航点输出，提示亟需进行航点调整，并再次执行危险点检测，直至危险点归零。自此，方可将安全的自动化规划航线执行飞行作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。