LiAir无人机激光雷达扫描系统在电路巡检中的应用研究

一、概述

树线矛盾一直以来都是电力部门巡检关注的重点对象，当树与线的安全距离不足时，很容易引发跳闸、放电等事故。而树障处理的两大难点，一是树木到导线距离的估算，二是树障砍伐的赔偿问题。前者可以通过技术手段来实现，后者则需要各方配合。

估算树木到导线的距离，传统的作业方式有人工目测并心算弧垂到树顶距离，这需要班组成员从多种角度观察，由人的观察角度和错觉引起的误差难以避免。如果要较准确计算导线弧垂与树木之间的距离，避免乱砍乱伐，破坏植被，则需要携带专业测高杆、经纬仪等笨重仪器，线路巡护人员因此工作负担巨大。激光雷达无人机作业已成为电力巡线新手段。

随着激光雷达技术的发展，无人机激光雷达系统作业逐渐成为电力巡线的新手段。以LiAir 无人机激光雷达扫描系统为例进行阐述，以整体作业流程，包含外业数据采集，内业的数据处理、到安全距离快速检测报告生成来具体说明。

二、设备简介

电力走廊数据采集设备---LiAir 无人机激光雷达扫描系统

LiAir 无人机激光雷达扫描系统是一款的轻型激光雷达点云数据采集系统 ，一体化集成集激光雷达扫描仪、GNSS 和 IMU 定位定姿系统及存储控制单元，可实时、 动态、海量采集高精度点云数据及丰富的影像信息，通过配套的LiAcquire 机载激光雷达地面站软件，快速获取电力走廊数据。

LiAcquire 机载激光雷达地面站软件，用于设备的控制和实时监测。

· 开启和关闭扫描仪、相机、惯导

· 实时显示设备状态、行进轨迹、扫描点云

· 支持航带裁切，真彩色点云解算，点云量测，数据回放

电力走廊点云数据处理分析--- LiPowerline激光雷达电力巡线软件

LiPowerline激光雷达电力巡线软件，通过海量点云数据的处理分析，快速精准提取电力通道内的危险目标信息，并为综合模拟工况下的电力安全运行提供分析预测。

三、作业流程

外业数据采集过程

· 航线设计采

· 集过程实时监测

· 数据预处理，点云数据解算（POS数据的处理）

注意事项

· 基站摆放位置：位置开阔、无信号干扰，多条航带基站位置固定

· 飞行前检查：设备状况、起降场地状况

· 飞行作业中注意：线路情况，排除人员及其他信号干扰，航速、航高等飞行参数

· 环境及气象条件

数据处理分析过程

· 导入点云数据，批量化预处理

· 检测参数设置，杆塔坐标及属性编辑

· 数据切档，点云分类

· 绝缘子编辑，杆塔/电力线矢量化

· 实时工况 / 模拟工况分析，报告生成

（一）导入点云数据

将获取到的数据无抽稀加载到LiPowerline软件，进行数据的处理分析。

大数据量承载能力，单次加载量超过1000基杆塔（220kV），推荐单次作业量为100-150基杆塔。

TB 级点云数据可视化编辑

· 支持不抽稀加载》 1000 基杆塔原始数据

· 多种点云显示模式，地物类别清晰

（二）杆塔编辑

· 根据KML文件生成塔文件

· 导入杆塔坐标表格文件（表格或txt文件）

· 输入起始杆塔号，手动点选杆塔位置、输入杆塔类型，生成塔文件

（三）切档/分类

· 手动分类/创建分类训练模型

· 自动切档/分类

· 分类完成后按类别显示

按类别显示

（四）矢量化

1.绝缘子编辑

2.电力线矢量化

· 单根拟合电力线

· 批量拟合电力线

3.杆塔矢量化

· 五点创建杆塔

· 创建 / 删除杆塔臂

可基于实时工况矢量数据完成实施工况安全距离检测、树倒 / 树生长分析

可基于模拟工况矢量数据进行上述分析检测，以及与实施工况对比

（五）实时工况危险点检测

· 根据对应安全等级阈值范围，确定其危险等级，并配置为.xml文件

· 根据地物点（非电力线和电力塔类别点）与电力线点的最近空间判断是否存在危险性

交跨危险点 引流线危险点

（六）树生长分析

设置树生长参数，根据危险点检测参数（.xml），判断树木生长情况下的净空距离，分析可能出现的净空危险点。

（七）树倒分析

设置单木分割参数，根据危险点检测参数（.xml），判断树木倒伏情况下的净空距离，分析可能出现的净空危险点。

（八）模拟工况分析

设置实时工况参数（导线温度、覆冰厚度、风速）以及模拟工况参数，分析模拟工况下的净空距离。

（九）报告生成

· 安全距离快速检测报告

· 实时工况安全距离检测报告

· 实时工况交叉跨越检测报告

· 树木倒伏安全距离检测报告

责任编辑：gt