基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及倾斜检测技术领域，尤其涉及一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法及装置。
【背景技术】
[0002]杆塔是整个电力、通信等系统中至关重要的组成部分。输电线路杆塔是支撑架空输电线路导线和地线并使他们之间以及它们与大地之间保持一定距离的杆形和塔形的构筑物，其安全可靠性直接关系到整个输电线路的安全运行。在各种可能的大气环境下，符合电气绝缘安全和工频电磁场限制条件的要求。当杆塔两侧导线不均匀时，杆塔两侧产生张力差，受力平衡状态被破坏，杆塔会向张力大的一侧发生倾斜、弯曲，在超过一定允许值后，杆塔杆件发生拉压破坏，导致杆塔折断、倒塌。随着我国工业化日趋成熟和电力设备智能升级改造的不断深化，电网运行逐步向智能化的经营模式转变，输电线路杆塔倾斜的危害越来越严重，如何做好杆塔倾斜测量，及对高压输电线路杆塔的倾斜状采取防范措施成为需要探讨和深入研究的课题。
[0003]最传统的对杆塔倾斜状况进行测量方式主要采用人工辅助仪器测量杆塔的倾斜度。但由于杆塔数量比较多，杆塔与杆塔之间的距离比较远，测量起来劳动强度比较大，且人工测量效率非常低。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要针对传统技术中人工测量杆塔倾斜程度劳动强度大，测量效率低的问题，提供一种更便捷的基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法及装置。
[0005]为实现本发明目的提供的一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法，包括以下步骤:
[0006]提取激光点云中要检测的杆塔的塔身部分对应的塔身点云；
[0007]将所述塔身点云在垂直于水平面的多个方向的二维平面上进行投影，得到多个塔身点云投影；
[0008]对每个所述塔身点云投影进行侧棱提取，得到每个所述塔身点云投影对应的两条侧棱；
[0009]计算每个所述塔身点云投影对应的两条侧棱与水平面之间夹角的角度差的绝对值；
[0010]将所有塔身点云投影对应角度差的绝对值中最大的角度差的绝对值的一半作为所述要检测的杆塔的杆塔倾斜角度。
[0011]作为一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法的可实施方式，所述多个方向的二维平面在0度到180度之间均匀分布。
[0012]作为一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法的可实施方式，相邻两个二维平面之间的夹角为0度?10度之间的一个角度。
[0013]作为一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法的可实施方式，所述对每个所述塔身点云投影进行侧棱提取，得到每个所述塔身点云投影对应的两条侧棱，包括以下步骤:
[0014]对每个所述塔身点云投影采用纵向分层方式获取所述塔身点云投影中两侧最靠外的激光点，作为侧棱激光点；
[0015]对每侧的所述侧棱激光点进行直线拟合，得到每条侧棱对应的侧棱直线。
[0016]作为一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法的可实施方式，所述计算每个所述塔身点云投影对应的两条侧棱与水平面之间夹角的角度差的绝对值，包括以下步骤:
[0017]根据每条侧棱直线的斜率计算相应侧棱的侧棱倾斜角度；
[0018]将同一塔身点云投影的两个侧棱对应的侧棱倾斜角度相减并求得绝对值，得到所述角度差的绝对值。作为一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法的可实施方式，对于点云密度稀疏的塔身点云对应的塔身点云投影，在所述对每个所述塔身点云投影采用纵向分层方式获取所述塔身点云投影中两侧最靠外的激光点，作为侧棱激光点之前，还包括以下步骤:
[0019]采用凸壳算法对所述塔身点云投影进行外围轮廓提取；
[0020]当所述塔身点云的密度低于预设密度阈值或者所述塔身点云有大于预设面积的点云缺失时，称所述塔身点云为点云密度稀疏。
[0021]作为一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法的可实施方式，还包括以下步骤:
[0022]计算所述杆塔倾斜角的正切值，并将所述正切值作为检测杆塔的杆塔倾斜度；
[0023]判断所述杆塔倾斜度是否大于等于预设阈值，若是，判定所述杆塔倾斜，若否，则判定所述杆塔不倾斜。
[0024]基于同一发明构思的一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的装置，包括:
[0025]点云提取模块，用于提取激光点云中要检测的杆塔的塔身部分对应的塔身点云；
[0026]投影模块，用于将所述塔身点云在垂直于水平面的多个方向的二维平面上进行投影，得到多个塔身点云投影；
[0027]侧棱提取模块，用于对每个所述塔身点云投影进行侧棱提取，得到每个所述塔身点云投影对应的两条侧棱；
[0028]角度差计算模块，用于计算每个所述塔身点云投影对应的两条侧棱与水平面之间夹角的角度差的绝对值；
[0029]杆塔倾斜角度计算模块，用于将所有塔身点云投影对应角度差的绝对值中最大的角度差的绝对值的一半作为所述要检测的杆塔的杆塔倾斜角度。
[0030]作为一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的装置的可实施方式，所述侧棱提取模块，包括:
[0031]侧棱激光点获取单元，用于对每个所述塔身点云投影采用纵向分层方式获取所述塔身点云投影中两侧最靠外的激光点，作为侧棱激光点；
[0032]直线拟合单元，用于对每侧的所述侧棱激光点进行直线拟合，得到每条侧棱对应的侧棱直线。
[0033]作为一种基于激光点云的杆塔倾斜检测的装置的可实施方式，还包括:
[0034]杆塔倾斜度计算模块，用于计算所述杆塔倾斜角的正切值，并将所述正切值作为检测杆塔的杆塔倾斜度；
[0035]最终倾斜判断模块，用于判断所述杆塔倾斜度计算模块计算出的杆塔倾斜度是否大于等于预设阈值，若是，判定所述杆塔倾斜，若否，则判定所述杆塔不倾斜。
[0036]本发明的有益效果包括:本发明提供的基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法及装置，通过激光点云对杆塔的倾斜状况进行分析。激光点云可通过直升机及无人机电力线路巡检获取，其具有成本相对较低、自动化、高效率的特点。从而该方法可将人力从繁重的杆塔检测作业中解脱出来，也省掉了在杆塔上安装各种检测仪器的过程。使杆塔倾斜检测可在室内通过计算完成，提尚杆塔倾斜检测的效率，且检测准确性尚。
【附图说明】
[0037]图1为本发明的基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法的一具体实施例的流程图；
[0038]图2为一杆塔实例的示意图；
[0039]图3为一实施例中杆塔倾斜后杆塔不同侧棱与水平面之间夹角变化示意图；
[0040]图4为一实施例中塔身点云投影不意图；
[0041]图5为图4的塔身点云投影对应的侧棱激光点；
[0042]图6为右侧有缺失的塔身点75Γ投影不意图；
[0043]图7为图6所示的塔身点云投影对应的外围轮廓激光点；
[0044]图8为图6所示的塔身点云投影对应的侧棱激光点；
[0045]图9为本发明基于激光点云的杆塔倾斜检测的方法的另一具体实施例的流程图；