“工欲善其事必，先利其器”

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　　“神器”

一、概况

　　如何快速准确巡查树线矛盾？

　　如何快速快速判断地物走廊到线路的距离？

　　如何能保证获取的线路数据具有准确的空间定位信息？

　　随着激光雷达技术的发展，激光雷达现在可用于电力巡查。传统的巡查方式空间定位精度不高，难以精确判断线路走廊地物到线路距离，无法快速分类整理；而机载激光测量系统可以更好地解决这些问题，从激光雷达数据中可以完整提取电力线点，并三维重建电力线走廊。电力线具有较强的延伸性，还能快速优化和维护收集到的信息，机载激光雷达技术还可以通过激光测量多次回波在一次测量时同时获取电力线、电力设施、植被、地表构造物的三维坐标，在数字地面模型和高分辨影像支持下，实现高效率、高精度巡线应用。

　　图1：电力巡线点云数据

二、设备简介

　　ARS-100机载激光测量系统以多旋翼无人机平台为载体，一体化集成高精度激光扫描仪、航摄相机、GPS、IMU等传感器，以海达数云自主知识产权的时间同步技术和一体化多传感器集成技术为支撑，同步获取三维激光点云和定位定姿数据，通过配套的数据处理软件，，可快速获取电力巡检报告和电力走廊数据。

　　ARS-100机载激光测量系统具有重量轻、携带方便、成果处理效率高等优点，广泛用于应急测量、小范围地形测绘、电力巡检、公路勘测、海岸岛礁测量、挖填方计算、数字城市等领域。

　　图2：ARS-100机载激光测量系统

　　图3：机载系统参数

三、目标与作业流程

　　（一）电力巡线与风险排查

　　通过ARS-100无人机激光雷达系统和数据处理系统为输电线路监护人员提供数据基础，发现输电线路设施设备异常和隐患，以及线路走廊中被跨越物对线路的威胁。利用机载激光雷达测量系统获取的高精度点云可以检测建筑物、植被、交叉跨越等对线路的距离是否符合运行规范。

　　图4：三维点云测量分析

　　（二）线路资产管理的数据基础

　　基于激光点云对电力走廊范围的地物建立三维模型，不地景观共同组成电力线路资产管理平台。根据已知的电力资产信息建立资产管理数据库，增加三维模型的拓扑关系和详细的资产信息，实现电力资产的三维可视化管理。根据电塔上的监控设备传回的数据，在三维数字化电网的基础上进行各种专业电力分析，如预测模拟不同温度、风速、覆盖条件下弧垂发化情况，模拟树木生长情况，为线路管理决策提供有力支撑。

　　图5：电力线通道可视化

　　（三）ARS-100机载激光测量系统

　　1.采集过程

　　航线设计：航线设计时应该考虑到地形的起伏、荷载无人飞行高度、飞行速度等因素。如果遇到地形起伏比较大的地块航线的设计尽量的在目视范围内，无人机飞行的高度和速度决定扫描点云的点间距。在上述因素全部考虑到航线设计中后，提前讲轨迹线路导入飞行平台飞控中并进行航线验证，并确定飞行任务结束后无人机的动作。以保证整个飞行架次的安全；再此航线设计主要是沿着高压线两侧来回设计，飞行高度略高于电力线，飞行速度恒定为6m/s；

　　图6：航线设计

　　图7：数据采集1

　　图8：数据采集2

　　图9：去噪后点云数据

　　2.数据处理分析过程

　　机载激光测量系统数据的处理主要有POS数据的处理、点云数据的处理，通过高自动化软件进行处理，获得配电线路巡检所需的各项报告成果。电力数据处理流程分为点云处理、巡检报告的生成两大块。

　　图10：点云数据处理整体流程

　　（1）电力分档

　　将获取到的4基塔数据进行分为三档数据，并对每一档数据进行分析检测。

　　A分档前

　　图11：分档前基塔数据

　　B分档后

　　图12：分档后基塔数据1

　　图13：分档后基塔数据2

　　图14：分档后基塔数据3

　　在电力平台软件中阈值设置为10m时，识别出树线矛盾如下图所示；

　　图15：10m阈值

　　图16：10m阈值局部

　　（2）报告输出

　　电力平台软件中如有超过安全阈值的点，测量出电力线弧垂到地表之间的距离，根据设定的安全距离阈值，自动检测出危险点，并自动输出word版的树障分析报告，报告支持国网标准或南网标准的模板生成，也可以自定义树障报告模板。

　　图17：输电线路巡检报告

　　图18：工况距离检测报告

　　3.三维模型

　　通过巡线采集的激光点云数据，处理成标准的DEM，结合分类后的点云可以实现电力线路的三维数字化，恢复电力线沿线地表形态、地表附着物（建筑、树木等），线路杆塔三维位置和模型等，并将线路的属性参数录入，成为实现线路资产管理的重要依据。

　　利用建模软件，可将获取的到电塔、电线的点云数据进行矢量化、模型化，同时能1:1的还原电力设施本身的面貌。

　　图19：电塔和电力线点云分类

　　图20：三维模型构建

　　图21：高清模型视频