無人機載激光雷達電力線自動提取技術(shù)

對于同一項任務,利用機載lidar技術(shù)來完成比用傳統(tǒng)技術(shù)手段完成更方便、更容易、更省時省力、更容易實現(xiàn)自動化,本文以筆者參與的某輸電線路設計工程為項目背景,以lidar技術(shù)在工程中的應用為研究對象,研究探討了lidar在輸電線路優(yōu)化中的應用模式,分析了數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)處理的流程,結(jié)合自己的實踐經(jīng)驗,給出了三點結(jié)論,全文是筆者工程實踐基礎上的理論升華,相信對同行能有所裨益。

機載激光雷達技術(shù)就是一種綜合了全球定位技術(shù)、慣性測量技術(shù)以及激光掃描技術(shù)以及高精度控制技術(shù)手段的技術(shù)集合,通過主動發(fā)射激光的方式獲得目標的三維信息.此種技術(shù)是近年來攝影以及遙感領域中具有革命性代表的技術(shù)手段,也是現(xiàn)階段最為先進的一種三維航空遙感技術(shù)手段.在電力線路設計中應用機載激光雷達技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)勢,可以在根本上提升施工質(zhì)量.對此,本文主要對機載激光雷達技術(shù)在電力線路上設計中的應用進行了簡單的探究.

該文以電力線路工程測量為研究對象,以lidar為電力線路測量的工具,首先探討了lidar的技術(shù)特點,進而分析了lidar技術(shù)應用的方向,并結(jié)合具體實例,證明了lidar技術(shù)進行電力線路的勘測設計技術(shù)上是可行的,精度是可以滿足設計要求的,可方便地進行電力線路工程優(yōu)化選線,效率更高,操作更簡便。

隨著我國全面改革的深化發(fā)展,電力領域的改革也有了進一步深化。在電網(wǎng)的建設過程中,對電力線路的勘測就顯得比較重要。機載激光雷達技術(shù)的應用就能對電力線路的勘測起到積極作用。本文主要就機載激光雷達技術(shù)的內(nèi)涵以及技術(shù)應用的優(yōu)勢加以分析,然后對電力線路勘測當中機載激光雷達技術(shù)具體的應用進行詳細探究。

本文介紹了機載激光雷達的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成,并論述了電力線路工程設計的特點及發(fā)展趨勢,在此基礎上介紹了機載激光雷達技術(shù)在國內(nèi)電力線路勘測設計中的成功應用,實踐表明,機載激光雷達技術(shù)是目前最先進的電力線路勘測測量方法。

在論述激光雷達技術(shù)原理的基礎上,針對激光雷達點云數(shù)據(jù)高密度高精度測量的特點,根據(jù)電力巡線的測量技術(shù)需求,利用直升機作為空中搭載平臺,同時結(jié)合gis與三維仿真技術(shù),設計了一條適應于寧波市寧海地區(qū)的500kv超高壓送電線路安全巡線的合理方案,并進行了工程實踐應用,獲取了電力走廊dem和dom,快速搭建三維電力巡線與資產(chǎn)管理平臺,取得了理想的效果。

隨著激光雷達技術(shù)的發(fā)展,激光雷達現(xiàn)在可用于電力巡查。傳統(tǒng)的巡查方式空間定位精度不高,難以精確判斷線路走廊地物到線路距離,無法快速分類整理；無人機技術(shù)的快速發(fā)展也為激光測量提供了方便、高效的載體平臺,而無人機載激光測量系統(tǒng)可以更好地解決這些問題,綜合獲取輸電線路本體、走廊、設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息,建立具有對信息進行傳輸、存儲、展示等功能的管理系統(tǒng),實現(xiàn)對輸電線路進行實時、全面、高效的三維可視化管理。

隨著激光雷達技術(shù)的發(fā)展,激光雷達現(xiàn)在可用于電力巡查。傳統(tǒng)的巡查方式空間定位精度不高,難以精確判斷線路走廊地物到線路距離,無法快速分類整理;無人機技術(shù)的快速發(fā)展也為激光測量提供了方便、高效的載體平臺,而無人機載激光測量系統(tǒng)可以更好地解決這些問題,綜合獲取輸電線路本體、走廊、設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息,建立具有對信息進行傳輸、存儲、展示等功能的管理系統(tǒng),實現(xiàn)對輸電線路進行實時、全面、高效的三維可視化管理。

介紹了機載激光雷達技術(shù)及傳統(tǒng)電力選線的方法,闡述了機載激光雷達技術(shù)在電力選線工程中的具體應用優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在線路及立桿點的優(yōu)化設計、需要砍伐樹木的面積估算、房屋拆遷數(shù)量估算、樹木及房屋高度測量、實時斷面量測等方面。介紹了機載激光雷達技術(shù)在安徽省電力線路設計項目中的應用,相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,以及基于arcgis用vb語言開發(fā)的真三維電力選線測圖系統(tǒng)。野外測量表明,應用該系統(tǒng)選線能夠滿足電力選線的精度要求。最后客觀總結(jié)了該技術(shù)的優(yōu)缺點,同時指出該技術(shù)在未來具有的應用前景。

機載lidar測量技術(shù)將是未來測量發(fā)展方向之一，具有很多獨特的優(yōu)勢，完全能滿足輸電線路、鐵路、公路勘察設計的精度要求，也能有效提高勘察設計的效率。但其也有一定的局限性：與硬件的發(fā)展相比，激光雷達數(shù)據(jù)的后期處理軟件發(fā)展相對滯后，數(shù)量較少，且算法還很不成熟，數(shù)據(jù)處理還需要大量人工干預。鑒于此，對機載激光雷達技術(shù)及其在電力工程中的應用進行了分析探討，僅供參考。

隨著近些年來我國科技的快速發(fā)展,遙感領域也取得革命性成就,其中最為突出的當屬機載激光雷達技術(shù),并列入當前最為先進的三維遙感技術(shù)之列,本文將機載激光雷達技術(shù)作為根本切入點對其組成和原理進行分析。近幾年來,隨著國民經(jīng)濟不斷發(fā)展,越來越高的用電需求對國家電網(wǎng)帶來了嚴峻的考驗,如何保證電網(wǎng)運輸穩(wěn)定以及電力運輸安全也就成了重中之重。

機載lidar集gps、慣性導航系統(tǒng)以及激光技術(shù)于一身,能夠快速、精確地獲取所需目標的海量三維空間數(shù)據(jù)。lidar技術(shù)在測繪領域是居全球?qū)Ш郊夹g(shù)之后的又一項技術(shù)革新。目前,機載lidar技術(shù)已廣泛應用于眾多行業(yè),電力行業(yè)是其應用發(fā)展的重要領域之一。就機載lidar技術(shù)在電力選址(線)、電力巡線方面的研究與應用進行了系統(tǒng)分析及總結(jié),對該技術(shù)的應用前景進行了展望。lidar技術(shù)作為遙感測量技術(shù)最新的研究熱點,未來在電力工程方面具有很大的發(fā)展空間。

文章介紹了機載激光雷達技術(shù),包括機載激光雷達系統(tǒng)組成、原理以及機載激光雷達數(shù)據(jù)等,隨后論述了機載激光雷達技術(shù)在電力工程中的應用,最后展望了機載激光雷達技術(shù)在我國電力行業(yè)中的應用前景。

從機載激光雷達系統(tǒng)的組成、工作原理兩方面,詳細介紹了機載激光雷達技術(shù),對機載激光雷達技術(shù)在電力優(yōu)化選線和電力巡線中的應用進行了探討,并對機載激光雷達技術(shù)在電力行業(yè)的應用前景進行了簡單介紹。

介紹機載激光雷達的基本原理、系統(tǒng)特點及應用領域,并成功應用于長陽土家族自治縣城鎮(zhèn)土地調(diào)查中。實踐表明,lidar能夠顯著提高土地調(diào)查的效率,值得推廣。

本文采用dgps和ppp兩種方法分別對不同區(qū)域三個架次的軌跡進行解算并對比分析軌跡差異,結(jié)果顯示兩種方法解算的軌跡存在系統(tǒng)偏差:平面(ne)方向小于10cm,高程(h)方向ppp解算結(jié)果要大于dgps結(jié)果,差值約15~40cm。

機載激光雷達技術(shù)是目前較為成熟的新型測量技術(shù),與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比,機載激光雷達測量技術(shù)具有以下特點:首先,測量數(shù)據(jù)精度高、速度快、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)自動化處理程度高、作業(yè)成本相對較低;另外,機載激光具有較強的穿透能力,對于地表植被稀疏的地形,其所獲數(shù)據(jù)的高程精度很高.正是由于以上特點,它在山區(qū)輸電線路工程中被廣泛的應用.本文概述了機載激光雷達技術(shù)原理,同時對其在輸電線路工程中的應用進行研究.

本文基于筆者參與的某電力線路工程測量經(jīng)驗,以lidar技術(shù)在該工程測量中的應用為研究對象,分析了機載激光雷達線路工程測量的模式,結(jié)合工程實例探討了具體的實施思路,詳細探討了數(shù)據(jù)處理的方式,相信對同行有所裨益。

文章簡要分析了機載激光雷達技術(shù)的特點和優(yōu)勢,并對其應用在水利工程項目中的具體路徑展開討論。

一、引言近年來,我國掀起了鐵路建設高潮,建成了一批時速250和350km/h的高速鐵路。在今后的一段時間里,鐵路建設任務將十分繁重。鐵路工程勘測是勘察設計流程的首要工序。目前,鐵路勘測主要采用航空攝影測量方法測繪1∶2000地形圖,采用gps技術(shù)、全站儀及水準測量方法進行線路測量。該方法存在的主要問題是工作效率較低,在險、難勘測工程環(huán)境下采用gps和全站儀進行線路測量給

現(xiàn)階段采取傳統(tǒng)的航空攝影測量方式的超高壓電力線路測量,仍存在無法穿透植被覆蓋地區(qū)直接獲得地面高程,也不能準確測量植被高度的問題。激光雷達是20世紀最重要的技術(shù)之一。由于激光雷達能夠穿透植被覆蓋層,而且有的激光系統(tǒng)集成gps、imu等設備,可以快速獲取地形、地貌數(shù)據(jù),獲取植被高度數(shù)據(jù),是工程測繪的全新手段。中南電力設計院于2006年5月在羅平至百色二回500kv緊湊型輸電線路勘測設計工程中,運用激光雷達技術(shù)進行了生產(chǎn)實驗,并且同常規(guī)勘測設計模式進行比較,實踐結(jié)果表明激光雷達系統(tǒng)的精度基本能夠達到設計要求,取得了較好的效果。

本文就目前我國無人機在電力巡檢領域中的應用及前景進行了簡要闡述,引出了無人機電力巡檢的發(fā)展、優(yōu)勢、技術(shù)、規(guī)模、前景,探討了我國無人機在電力巡檢領域中的應用及前景.