论文基于激光雷达技术无人机电网基建管控系统是关于本文可作为激光雷达方面的大学硕士与本科毕业论文64线激光雷达工作原理论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要： 针对传统人工肩扛经纬仪的输电线路测量方法效率和精度较低的问题,提出基于激光雷达的无人机电网基建管控系统.该系统包括飞行设计、数据采集、数据预处理、数据后处理和三维建模等流程.首先,使用无人机和激光雷达采集输电线路和塔杆数据；然后,分别使用数据预处理和后处理技术来修正激光雷达的测量误差以及分类点云数据,以提高测量精度；最后,导出生成的DOM,D 文件和三维仿真模型以保存测量数据.仿真测试结果表明,该系统具有较高的测量效率及精度,可以满足电网快速发展的需求.
关键词： 电网； 基建管控； 无人机； 激光雷达； 点云； 输电线
中图分类号： TN835?34； TM76 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）02?0099?03
Abstract： In allusion to the problem that the transmission line measurement method of the traditional shoulder?mounted theodolite has low efficiency and precision, an infrastructure management and control system for U （unmanned aerial vehicle） grid based on laser radar is proposed. The system includes the procedures of flight design, data acquisition, data postprocessing and 3D modeling. The U and laser radar are used to collect transmission line and tower data. The data preprocessing and postprocessing technologies are used to correct laser radar measurement errors and classified point cloud data to improve measurement accuracy. The generated DOM, D files and 3D simulation model are exported to save the measurement data. The simulation results show that the system has a high measurement efficiency and precision and can meet the rapid development of power grids.
Keywords： power grid； infrastructure management and control； U ； laser radar； point cloud； power transmission line
0 引 言
隨着国民经济和电力建设的快速发展,如何有效地管理庞大的电力网络并保证其正常运行变得越发重要[1].输电线路作为电网的毛细血管,对电能输送起着不可替代的作用[2?5].然而,传统人工肩扛经纬仪的输电线路测量方法已无法匹配电网的建设速度.并对于跨越高速公路、高速铁路和重要输电通道的架空输电线路区段,传统的测量方法效率和精度均较低[6?7].因此,需要提出和发展新的高效、高精度的测量方法.
目前,基于无人机的测量技术包括传统摄影测量技术[8]、倾斜摄影技术[9]和激光雷达技术[10].由于传统摄影测量技术只能获取线路的图片,易受遮挡影响,测量精度低,故较少使用.而基于倾斜摄影技术的测量方法,首先使用固定翼无人机获取倾斜影像数据.然后,使用摄影测量原理对获取的数据进行多视匹配和自动赋予纹理来构建三维模型.该方法虽具有较高的时效性,但得到的图片表观不够精细.机载激光雷达以激光脉冲作为测量媒介,能同步采集高分辨率图像和高精度激光点云,是一种新的遥感测量技术.其不仅可以快速地获取输电线路的三维坐标,且还具有穿透植被的特点,能获取地表信息.
使用激光雷达测量观测铁塔、通道、相间间隔棒和导线等设备的运行状态；可以建立线路走向、变电站和铁塔的电子台账；监测线路安全和绝缘距离,对电网的安全运行具有实际意义.
综上所述,本文构建了基于激光雷达的无人机电网基建管控系统.
1 电网基建管控系统设计
基于激光雷达的无人机电网基建管控系统,使用无人机和激光雷达获取输电线路走廊范围的地理数据,并生成数字正射影像（DOM）、数字高层模型DEM和数字表面模型（D ）,从而构建线缆和高压铁塔的3D模型.具体工作流程如图1所示,包括飞行设计、数据采集、数据预处理、数据后处理和三维建模5个功能模块.
1.1 飞行设计
飞行设计包括激光雷达设备和无人机的选择、安装和调试.同时,在采集数据前需要勘探测量区域,选择并建立GPS基站,以准确获取GPS信息.本文选用多翼或固定翼无人机,搭载TopSYS Harrier 68i激光雷达系统进行数据的采集.为了充分利用设备优势,在飞行时综合考虑了线路走廊范围内的地势、地形和高度差等情况.
1.2 数据采集
本系统按照30%～40%的重叠度采集输电线路两侧各100 m的高分辨率图像、IMU观测数据和点云数据,并实时获取无人机的GPS数据.在采集数据时,操作人员需使用手持设备实时监测GPS信号、影像质量、回波接收和实时天气状况以及时采取有效措施应对意外情况.同时,为了保证GPS数据和点云数据的完整性,需要及时检查数据文件的大小和数量.本文系统采集到的部分点云数据如图2所示.
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参考文献：
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