专利名称：一种动力伞激光雷达三维测距系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动力伞激光雷达三维测距系统。
技术背景 在输电线路运行环境中，树竹生长、架空管线、超高机械施工以及违章建筑物都可能对线路安全运行造成威胁。常规以巡视人员在地面利用经纬仪、测高仪甚至是目测的方法，对地空物体进行净空距离测量。由于受地形条件限制、测量人员经验及技能影响，时有漏测或测量数据与实际情况偏差较大造成误判的现象，不能正确诊断，及时消除隐患而导致停电事故发生。目前电力行业以人工方式进行地空物体间距的测量，由于受地理环境、人体本能等因素影响较大，难以得到准确的测量定量信息，因此达不到对输电线路进行详细、快捷的测量效果，且作业效率相对较低。而飞机(含无人机)或因为飞行高度过高导致激光雷达相对映射到地面后的实际空间分辨能力不高，不利于识别细小目标；或因为受限于搭载高性能激光雷达的负载和电源供应要求而选用低分辨率激光雷达，故无法满足电力巡线要求。且其受到诸如航空管制、后备支援、人员管理、库场建设、维修保障等多方面制约，推广和普及均有相当的难度。因此上述飞行器平台，仅仅应用在分辨率不高的遥感和测量领域。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种动力伞激光雷达三维测距系统，本实用新型的动力伞激光雷达三维测距系统能构思新颖，易于实施，测量准确度高。实用新型的技术解决方案如下一种动力伞激光雷达三维测距系统，采用动力伞作为测量平台，在该测量平台上设置有激光雷达、GPS装置以及数码相机，在该测量平台上还设有数据存储器。在所述的测量平台上还设有惯性导航装置。所述的惯性导航装置、激光雷达、GPS装置以及数码相机均与数据存储器连接。通过后期处理软件将激光点云数据和数码照片进行综合，生产DEM(DigitalElevation Model (DEM)数字高程模型)三维模型和DSM三维图形。DEM(数字高程模型)，它主要反映的是某一地区的自然形成地貌特征，而DSM(数字表面模型)是地表特征的数字表示；它们最大的区别在于DEM只表示地形起伏，而DSM不仅表示地形起伏，还包括了各种建筑物表面和植被覆盖情况。有益效果本实用新型的动力伞激光雷达三维测距系统，利用高分辨率的激光雷达测量架空线路和线路下物体的空间立体距离，并通过解算GPS信息、惯性导航信息和高分辨率相机获取的融合数据，判读、定位危险地段和危险等级，并由此采取后续人工处理，达到准确判定地空物体净空距离的目的。本实用新型运用动力伞进行地空物体间距测量，采用动力伞的低成本航巡方式，方便和快捷地实现地空物体间距测量，准确判定隐患所在，为有针对性地采取措施、消除隐患提供依据，能有效避免停电事故发生。动力伞具有飞行机动灵活、安全可靠性高、适用性强、运营成本低廉等诸多特点，由动力伞搭载模块化、高效可靠的地空物体间距测量系统，如GPS定位仪、惯性导航装置、激光扫描仪(即激光雷达)和高分辨率的数码相机等，可以自动测量并记录架空线路和线路下物体的空间立体距离，测距精度误差可控IOcm以内，通过信息数据的融合、解算，进而判定线路地空物体净空距离是否符合安全运行要求。同时，在工作效率和故障处置速度方面，系统> 20公里/小时的测量速度是人工测量方法无法比拟的，特别是在应对人车无法 通行或通行困难区域发生故障时其作用和效能更加凸显，且动力伞20 40公里/小时的飞行速度恰好符合三维数据采集设备只有通过慢速飞行器实现的要求。目前国内外以动力伞进行地空物体间距的测量应用尚属空白，因此，系统具有较大的技术推动力和市场拓展空间。本实用新型的动力伞激光雷达三维测距系统能构思新颖，易于实施，测量准确度闻。
图I是本实用新型的动力伞激光雷达三维测距系统的总体结构框图。图2是卡箱门打开时防止卡片翻转的机构的结构图；图2是本实用新型的动力伞激光雷达三维测距系统测距原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明如图1-2所示，一种动力伞激光雷达三维测距系统，采用动力伞作为测量平台，在该测量平台上设置有激光雷达、GPS装置以及数码相机，在该测量平台上还设有数据存储器。在所述的测量平台上还设有惯性导航装置。激光雷达采用脉冲激光测距体制，利用激光扫描器扫描成像，以半导体激光器作为光源，实现高速成像激光雷达扫描。激光雷达中关键是采用了高性能二维或三维扫描技术，通过可调速的光学鼓镜构成扫描器，实现一个方向的探测。发射机提供高重复频率大功率激光，并对半导体激光器的输出激光进行准直。接收机接收从目标反射回来的激光，测量发射激光脉冲信号和接收激光脉冲信号的时间间隔，测量接收激光脉冲信号的峰值。激光扫描器对发射机发射的激光和从目标反射回来的激光进行同步扫描，使从目标反射回来的激光始终在接收机的接收视场内。系统前期软件进行线路自动、半自动识别，进行线路空空、地空物体距离测量，后期处理软件进行激光点云数据处理以及相机高分辨率图片匹配，检测线路安全状况，相关软件设计为现有技术。
权利要求1.一种动力伞激光雷达三维测距系统，其特征在于，采用动力伞作为测量平台，在该测量平台上设置有激光雷达、GPS装置以及数码相机，在该测量平台上还设有数据存储器。
2.根据权利要求I所述的动力伞激光雷达三维测距系统，其特征在于，在所述的测量平台上还设有惯性导航装置。
3.根据权利要求2所述的动力伞激光雷达三维测距系统，其特征在于，所述的惯性导航装置、激光雷达、GPS装置以及数码相机均与数据存储器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种动力伞激光雷达三维测距系统，采用动力伞作为测量平台，在该测量平台上设置有激光雷达、GPS装置以及数码相机，在该测量平台上还设有用于存储数码照片与激光雷达生产的激光点云数据的数据存储器。在所述的测量平台上还设有惯性导航装置。本实用新型的动力伞激光雷达三维测距系统，利用高分辨率激光雷达测量架空线路和线路下物体的空间立体距离，并通过解算GPS信息、惯导信息和高分辨率相机获取的融合数据，判读、定位危险地段和危险等级，并由此采取后续人工处理，达到准确判定地空物体净空距离的目的。本实用新型的动力伞激光雷达三维测距系统能构思新颖，易于实施，测量准确度高。
文档编号G01S17/08GK202362458SQ201120505700
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者刘长根, 原火生, 王澎 申请人:长沙华鹏电力科技有限责任公司