基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置与流程

本发明涉及电网弧垂值检测
技术领域：
，更具体地说，涉及一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置。
背景技术：
最大允许载流量以及线路弧垂是架空输电线路在进行线路设计时所需考虑的两个重要因素。随着经济的发展，电网传输容量不断增加，架空输电线路最大允许温度从70℃提升到80℃。架空输电线路所能传输容量的增大，标志着线路温度提高，但架空输电线路弧垂与架空输电导线温度成正比关系，导线温度越高，架空输电线路弧垂值越大。目前，电网企业获取架空输电线路弧垂值的方法非常有限，想获得架空输电线路弧垂值一般有两种方法：一种是通过电力员工在巡线的过程中对架空输电线路进行弧垂的测量，但是测量所获得的数据量非常有限，而且架空输电线路所处位置很多位于山区，地势相对复杂，给人工巡线测量弧垂带来很大困扰；第二种是通过在架空输电线路上安装弧垂红外监测装置，这种方法可以实时对架空输电线路进行弧垂监测，但是如果同时安装如此多的监测设备前期需要投入大量成本以及后期需要大量的人员对相关设备进行维护，这无疑大大增加了电网公司成本投入以及造成大量的人力资源浪费问题。总之，现有的获得架空输电线路弧垂值的方法，通过人工巡线存在周期长、效率低，速度慢、数据量获取有限；安装弧垂红外监测装置则大大增加了设备成本和运维成本，造成人力资源和物力资源的严重浪费。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置以解决现有技术的不足。为解决上述问题，本发明提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，包括：在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息；根据所述位置信息获取所述弧垂待求点的导线物理参数；根据所述导线物理参数与所述初始状态信息，计算得出初始状态参数；根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值。优选地，所述“根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值”包括：基于所述待求点状态信息，通过温度计算模块计算得出当前状态导线温度；根据所述当前状态导线温度和所述初始状态参数，利用弧垂计算状态方程，得到所述待求点状态信息对应的当前水平应力；根据弧垂计算算法，通过所述当前水平应力计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值。优选地，所述待求点状态信息包括导线载流量、环境温度和风速；所述“基于所述待求点状态信息，通过温度计算模块计算得出当前状态导线温度”包括：将所述待求点状态信息包括导线载流量、环境温度和风速，通过温度计算模块，利用温度计算数学模型进行计算；所述温度计算数学模型为：其中，d为导线直径；e1为导线吸收系数；s1为玻尔兹曼常数；t1为环境温度；θ为导线上升温度；v为风速；k为交直流电阻比；r20为该导线在温度为20℃下的直流电阻；α20为导线在20℃下的电阻温度系数；αrad为辐射系数；es为光照强度；θw为当前状态导线温度；通过所述温度计算数学模型得到所述当前状态导线温度。优选地，所述初始状态参数包括无人机首次飞巡时所测数据根据温度计算模块计算出的初始温度、无人机首次飞巡所测数据计算出的初始水平应力和初始比载；所述“根据所述当前状态导线温度和所述初始状态参数，利用弧垂计算状态方程，得到所述待求点状态信息对应的当前水平应力”包括：将所述当前状态导线温度和所述初始状态参数带入所述弧垂计算状态方程；所述弧垂计算状态方程为：其中，式中：α为架空线的温度膨胀系数；t0为所述初始温度；e为架空线的弹性模量；σ0为所述初始水平应力；σ为架空线状态改变后的水平应力；g、g0分为状态改变后比载以及初始比载；l为档距。优选地，所述“根据弧垂计算算法，通过所述当前水平应力计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值”包括：根据弧垂计算算法，将所述当前水平应力带入弧垂计算公式中，计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值；所述弧垂计算公式为：其中，h为两杆塔之间的高度差。优选地，所述“在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息”之前，还包括：通过无人机在架空输电线路上的首次飞巡，基于无人机上的激光雷达测量工具对所述架空输电线路进行测量，得到架空输电线路的初始状态信息。此外，为解决上述问题，本发明还提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算装置，包括：测量模块、获取模块和计算模块；所述测量模块，用于在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息；所述获取模块，用于根据所述位置信息获取所述弧垂待求点的导线物理参数；所述计算模块，用于根据所述导线物理参数与所述初始状态信息，计算得出初始状态参数；所述计算模块，还用于根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值。此外，为解决上述问题，本发明还提供一种用户终端，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序，所述处理器运行所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序以使所述用户终端执行如上述所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法。此外，为解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序，所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序被处理器执行时实现如上述所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法。本发明提供的一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置。其中，本发明所提供的方法首先通过无人机在首次飞巡得到一初始状态信息，进而在无人机再次飞巡时，获得弧垂待求点的位置以及对应的待求点状态信息，并且得到弧垂待求点的导线物理参数，进而得到初始状态参数，最后通过待求点状态信息和初始状态参数进行计算，得到当前弧垂值。本发明利用无人机进行对于电网的飞巡检测，利用无人机激光雷达测量技术可以批量测量架空输电线路导线上任一点的位置坐标，同时可以获取该状态下的待求点状态信息，并且，通过无人机首次飞巡所测的数据作为弧垂计算的初始状态信息，则可通过所述初始状态信息计算得出再次飞巡检查时的另一状态下任一点弧垂值。本发明所提供的弧垂计算方法，提高了弧垂计算效率，检测和计算速度快；通过无人机进行飞巡检测，降低了安装大量弧垂红外监测装置所带来的高额成本，可大大减少电网企业的成本投入，并且，无人机的飞巡检测减少甚至避免了人工巡线工作量，在一定程度上更能保障电力员工的人身安全。附图说明图1为本发明基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；图2为本发明基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法第一实施例的流程示意图；图3为本发明基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法第二实施例的流程示意图；图4为本发明基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法第三实施例的流程示意图；图5为本发明基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法第三实施例中步骤s400的细化的流程示意图；图6为本发明基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算装置的功能模块示意图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的终端的硬件运行环境的结构示意图。本发明实施例终端可以是与无人机连接的pc，也可以是智能手机、平板电脑，也可以为有一定计算能力并且具有显示和操控功能的电子书阅读器、播放器、便携计算机等可移动式终端设备。如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏、输入单元比如键盘、遥控器，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。此外，终端还包括图像采集设备1006，具体可以为摄像头，相机等。所述图像采集设备1006通过通信总线1002与所述处理器1001连接。此外，终端还包括重力传感器1007。所述重力传感器通过通信总线1002与所述处理器1001连接。可选地，终端还可以包括rf(radiofrequency，射频)电路、音频电路、wifi模块等等。此外，移动终端还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。如图1所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据接口控制程序、网络连接程序以及基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序。本发明提供的一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置。其中，所述方法提高了弧垂计算效率，检测和计算速度快；通过无人机进行飞巡检测，降低了安装大量弧垂红外监测装置所带来的高额成本，可大大减少电网企业的成本投入，并且，无人机的飞巡检测减少甚至避免了人工巡线工作量，在一定程度上更能保障电力员工的人身安全。实施例1：参照图2，本发明第一实施例提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，包括：步骤s100，在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息；本实施例中，所提出基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法。随着无人机技术的不断发展，无人机在工业上的应用也越来广泛。在电力系统中在无人机上安装激光雷达监测装置，在架空输电线路上进行飞巡时通过激光雷达测量出该线路上任意点的位置以及高度其中包括两杆塔上的挂线点高度。通过无人机所测的数据作为弧垂计算的初始状态输入数据，则可通过其初始状态计算该档另一状态下任一点弧垂值。上述，架空输电线路，架设于地面上，利用绝缘子和空气绝缘的电力线路；其中，架空输电线路由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等部分组成。上述，弧垂是指在平坦地面上，相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。一般地，当输电距离较远时，由于导线自重，会形成轻微的弧垂，使导线呈悬链线的形状。输电线路弧垂是线路安全运行的主要指标，为实现弧垂的实时监测这一多年来国内外研究的目标，从导线的基本方程出发推导了根据导线张力、倾角或温度来测量导线弧垂的方法并介绍了计算公式和例题。目前国内外已开发生产的测量装置为通过导线应力、温度、倾角或图像分辨来实时测量弧垂的装置,并且己在线路关键点弧垂、线路覆冰监测及线路动态定额中得到应用。线路弧垂实时监测的应用提高了线路安全运行水平，特别是在线路动态定额的应用，可充分发挥线路隐性容量,使线路输送容量增加10％-30％。上述，位置信息，可以为弧垂待求点的坐标。上述，初始状态信息，可以包括但不限于初始应力、初始导线温度、初始避灾、初始载流量、初始风速、初始环境温度、档距、高度差余弦、线路及杆塔号等等数据。上述，待求点状态信息，可以包括但不限于无人机在飞巡时该导线的载流量、环境温度、导线所处环境下的风速。步骤s200，根据所述位置信息获取所述弧垂待求点的导线物理参数；上述，导线物理参数，为与该部分或该点导线所对应的固定参数。导线物理参数可以为数据库中预设的参数，在需要进行计算之前获取。导线物理参数，可以包括但不限于导线型号、横截面积、导线直径、20℃时的直流电阻、弹性模量、膨胀系数、单位重量、20℃时的电阻温度系数等等。上述，由位置信息，可获取到与位置信息对应的导线的导线物理参数。步骤s300，根据所述导线物理参数与所述初始状态信息，计算得出初始状态参数；步骤s400，根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值。上述，进行对于初始状态参数和当前弧垂值的计算，可以通过基于到python语言的计算程序。上述，在计算时，将无人机所测得的初始状态信息输入到python程序初始状态计算模块中，计算出该线路的初始状态参数；将导线再次飞巡时检测的任一点的待求点状态信息(可以包括但不限于载流量、环境温度、风速以及弧垂待求点距离小号杆塔水平距离等等)输入到python程序中，输出各弧垂待求点的弧垂值。本实施例所提供的方法首先通过无人机在首次飞巡得到一初始状态信息，进而在无人机再次飞巡时，获得弧垂待求点的位置以及对应的待求点状态信息，并且得到弧垂待求点的导线物理参数，进而得到初始状态参数，最后通过待求点状态信息和初始状态参数进行计算，得到当前弧垂值。本实施例利用无人机进行对于电网的飞巡检测，利用无人机激光雷达测量技术可以批量测量架空输电线路导线上任一点的位置坐标，同时可以获取该状态下的待求点状态信息，并且，通过无人机首次飞巡所测的数据作为弧垂计算的初始状态信息，则可通过所述初始状态信息计算得出再次飞巡检查时的另一状态下任一点弧垂值。本实施例所提供的弧垂计算方法，提高了弧垂计算效率，检测和计算速度快；通过无人机进行飞巡检测，降低了安装大量弧垂红外监测装置所带来的高额成本，可大大减少电网企业的成本投入，并且，无人机的飞巡检测减少甚至避免了人工巡线工作量，在一定程度上更能保障电力员工的人身安全。实施例2：参照图3，本发明第二实施例提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，基于上述图2所示的第一实施例，所述步骤s400，“根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值”包括：步骤s410，基于所述待求点状态信息，通过温度计算模块计算得出当前状态导线温度；步骤s420，根据所述当前状态导线温度和所述初始状态参数，利用弧垂计算状态方程，得到所述待求点状态信息对应的当前水平应力；步骤s430，根据弧垂计算算法，通过所述当前水平应力计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值。上述，待求点状态信息可以包括但不限于载流量、环境温度、风速以及弧垂待求点距离小号杆塔水平距离等等。上述，温度计算模块，基于python语言程序进行计算。上述，需要理解的是，架空输电线路所能传输容量的增大，标志着线路温度提高，但架空输电线路弧垂与架空输电导线温度成正比关系，导线温度越高，架空输电线路弧垂值越大。上述，弧垂计算算法，在本实施例中为悬链线法。其中，悬链线法，悬链线(catenary)指的是一种曲线，指两端固定的一条(粗细与质量分布)均匀、柔软(不能伸长)的链条，在重力的作用下所具有的曲线形状，例如悬索桥等，因其与两端固定的绳子在均匀引力作用下下垂相似而得名。适当选择坐标系后，悬链线的方程是一个双曲余弦函数，其标准方程为：y＝acosh(x/a)，其中，a为曲线顶点到横坐标轴的距离。本实施例中，利用待求点状态信息，得到当前状态导线温度，进而根据当前状态导线温度，利用弧垂计算状态方程计算得出当前水平应力，再通过弧垂计算算法，计算得到当前弧垂值，从而实现通过无人机对于架空输电线路上飞巡，通过激光雷达测量出线路上任意一点的位置，及相关参数，即通过无人机所测的数据作为弧垂计算的初始状态输入数据，则可通过其初始状态计算该档另一状态下任一点弧垂值；利用无人机激光雷达测量技术可以批量测量架空输电线路导线上任一点的空间坐标，同时可以获取该状态下的导线载流量、环境温度、风速等条件作为进行批量计算第二状态弧垂值的初始状态，本实施例所提供的计算方法简单，计算效率高，数据计算准确。实施例3：参照图4-5，本发明第三实施例提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，基于上述图3所示的第二实施例，所述待求点状态信息包括导线载流量、环境温度和风速；所述步骤s410，“基于所述待求点状态信息，通过温度计算模块计算得出当前状态导线温度”包括：步骤s411，将所述待求点状态信息包括导线载流量、环境温度和风速，通过温度计算模块，利用温度计算数学模型进行计算；所述温度计算数学模型为：其中，d为导线直径；e1为导线吸收系数；s1为玻尔兹曼常数；t1为环境温度；θ为导线上升温度；v为风速；k为交直流电阻比；r20为该导线在温度为20℃下的直流电阻；α20为导线在20℃下的电阻温度系数；αrad为辐射系数；es为光照强度；θw为当前状态导线温度；通过所述温度计算数学模型得到所述当前状态导线温度。上述，式中：d为导线直径，单位m；e1为导线吸收系数，取0.9；s1为玻尔兹曼常数，取5.67×10-8；t1为环境温度，单位℃；为导线上升温度，单位℃；v为风速大小，单位m/s；k为交直流电阻比，一般取1；r20为该导线在温度为20℃下的直流电阻，单位ω；为导线在20℃下的电阻温度系数；为辐射系数；为光照强度，单位w/m2；为导线温度，单位℃。所述初始状态参数包括无人机首次飞巡时所测数据根据温度计算模块计算出的初始温度、无人机首次飞巡所测数据计算出的初始水平应力和初始比载；所述步骤s420，“根据所述当前状态导线温度和所述初始状态参数，利用弧垂计算状态方程，得到所述待求点状态信息对应的当前水平应力”包括：步骤s421，将所述当前状态导线温度和所述初始状态参数带入所述弧垂计算状态方程；所述弧垂计算状态方程为：其中，式中：α为架空线的温度膨胀系数；t0为所述初始温度；e为架空线的弹性模量；σ0为所述初始水平应力；σ为架空线状态改变后的水平应力；g、g0分为状态改变后比载以及初始比载；l为档距。式中：α为架空线的温度膨胀系数，℃-1；t0为无人机首次飞巡时所测数据根据温度计算模块计算出的初始温度；e为架空线的弹性模量，n/mm2；σ0为根据无人机首次飞巡所测数据计算出的水平应力；σ为架空线状态改变后的水平应力；g、g0分为状态改变后比载以及初始比载；l为档距，m。上述，需要说明的是，物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。上述，需要说明的是，当材料的表面温度增加时，测量到的每度温度材料膨胀百万分率(ppm)。上述，需要说明的是，一般地讲，对弹性体施加一个外界作用力，弹性体会发生形状的改变(称为“形变”)，“弹性模量”的一般定义是：单向应力状态下应力除以该方向的应变。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律)，其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个统称，表示方法可以是“杨氏模量”、“体积模量”等。上述，需要说明的是，作用在导线上的机械荷载有自重、冰重和风压，这些荷载可能是不均匀的，但为了便于计算，一般按沿导线均匀分布考虑。在导线计算中，常把导线受到的机械荷载用比载表示。由于导线具有不同的截面，因此仅用单位长度的重量不宜分析它的受力情况。此外比载同样是矢量，其方向与外力作用方向相同。所以比载是指导线单位长度、单位截面积上的荷载，常用的比载共有七种，分别为自重比载、冰重比载、导线自重冰重总比载、无冰时风压比载、覆冰时分压比载、无冰有风时综合比载、有冰有风时总比载。所述步骤s430，“根据弧垂计算算法，通过所述当前水平应力计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值”包括：步骤s431，根据弧垂计算算法，将所述当前水平应力带入弧垂计算公式中，计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值；所述弧垂计算公式为：其中，h为两杆塔之间的高度差。所述步骤s100，“在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息”之前，还包括：步骤s500，通过无人机在架空输电线路上的首次飞巡，基于无人机上的激光雷达测量工具对所述架空输电线路进行测量，得到架空输电线路的初始状态信息。上述，本实施例中，利用无人机激光雷达测量技术可以批量测量架空输电线路导线上任一点的空间坐标，同时可以获取该状态下的导线载流量、环境温度、风速等条件作为进行批量计算第二状态弧垂值的初始状态；使用无人机激光雷达测量技术弧垂计算方法不但可以提高弧垂计算效率，还可以减少人工巡线的次数，更能保障电力员工的人身安全；通过无人机激光雷达测量技术弧垂计算方法可以减少弧垂红外监测装置的安装，可大大减少电网企业的成本投入；在提高了架空输电线路弧垂计算效率后，可对架空输电线路任意点弧垂实现实时监控。架空输电线路运维人员可根据下一状态来调整架空输电线路的输送容量，避免因为弧垂的增大而引发的输电线路故障，能有效提高电力系统的稳定性。实施例4：为了更好的说明本发明所提供的一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，以某地区线路进行实地检测比较，通过本实施例中所提供的弧垂计算方法进行计算。在本实施例中，初始状态，为无人机进行首次飞巡时对架空输电线路进行检测，所得到的状态参数；第二状态，为无人机进行首次飞巡后的再次飞巡，对架空输电线路进行监测，所得到的状态参数。本实施例提出一种基于无人机激光雷达测量技术弧垂计算方法。为了提高弧垂计算效率，实现架空输电线路弧垂的批量计算，本发明首次提出在python环境中搭建了弧垂计算模型，其中包括初始状态计算部分、导线温度计算部分以及导线弧垂计算部分。将导线载流量、环境温度、风速等参数输入到温度计算模块中，可计算出该状态下的导线温度，其数学模型为：式中：d为导线直径，m；e1为导线吸收系数，取0.9；s1为玻尔兹曼常数，取5.67×10-8；t1为环境温度；θ为导线上升温度，℃；v为风速大小，m/s；k为交直流电阻比，一般取1；r20为该导线在温度为20℃下的直流电阻，ω；α20为导线在20℃下的电阻温度系数；αrad为辐射系数；es为光照强度w/m2；θw为导线温度，℃。在计算第二状态下的弧垂值时，需要求出第二状态下导线的水平应力，然后将第二状态下水平应力、比载、导线温度、风速、待求弧垂点距离小号杆塔的水平距离等参数输入到弧垂计算模块中，弧垂计算模块输出任一点的弧垂值。其数学模型为：1、在温度计算模块中计算出架空输电导线第二状态下的温度值后代入到弧垂计算的状态方程中，求出第二状态下的水平应力：式中：α为架空线的温度膨胀系数，℃-1；t0为无人机首次飞巡时所测数据根据温度计算模块计算出的初始温度；e为架空线的弹性模量，n/mm2；σ0为根据无人机首次飞巡所测数据计算出的水平应力；σ为架空线状态改变后的水平应力；g、g0分为状态改变后比载以及初始比载；l为档距，m。2、在获得状态改变后的水平应力后根据弧垂计算算法(悬链线法)计算出架空输电线导线状态改变后的弧垂值，其计算公式如下：式中：h为两杆塔之间的高度差。本实施例的主要思路为：s1，在无人机上安装激光雷达测量工具，通过无人机在架空输电线路上飞巡是对架空输电线路进行测量，得到两杆塔线路上任一点的位置以及高度，以及无人机在飞巡时该导线的载流量、环境温度、导线所处环境下的风速。s2，整理架空输电线路的导线型号以及其相关物理参数，如横截面积、导线直径、弹性模量、膨胀系数、单位重量、20℃时的直流电阻、20℃时的电阻温度系数，以gd某地区线路导线型号为例，如表1所示：表1导线的相关物理参数s3，将无人机所测得的初始状态输入到python程序初始状态计算模块中，计算出该线路的初始状态相关参数以广东某市线路数据为例，如下表2所示：表2无人机测量数据后计算出的初始状态参数第四步将导线第二状态下任一点的载流量、环境温度、风速以及弧垂待求点距离小号杆塔水平距离输入到python程序中，输出各弧垂待求点的弧垂值。以gd某地区线路导线型号为例，该线路初始状态如下表3所示：表3gd某线路初始状态导线型号载流量a风速m/s环境温度℃lgj-300/40132.051.334其中导线lgj-300/40的相关物理参数如上表1所示，无人机首次飞巡所测数据如下表4所示：表4无人机首次飞行数据其初始状态计算来的初始条件如上表2所示，以无人机首次飞行所测数据作为初始状态，计算出该档第二状态下的弧垂值与无人机所测值比较，第二状态导线参数如下表5所示：表5架空导线第二状态下的相关参数导线型号载流量a风速m/s环境温度℃lgj-300/40144.732.130.9比较结果如下表6所示：表6无人机测量弧垂与python程序计算值比较结果无人机所测弧垂(m)python模块计算弧垂(m)误差(m)0.3010794140.1838829960.1194614111.133276980.9940879380.1415227273.3258259663.2139858940.1118400727.7595875737.5780031640.1815844097.9999901177.9513093480.0486807687.7962676047.8035754880.0073078847.4853481677.4018216280.0211431647.0390347017.0660234130.026988712由表6可知，在python环境中弧垂计算模块计算弧垂值与无人机实测的弧垂值误差都小于0.3m，满足电网企业对弧垂精度的需求。本实施例基于无人机激光雷达测量数据，在python环境中编写弧垂计算模块，能够快速准确计算出架空输电线路第二状态下的弧垂值，能够给架空输电线路运维人员提供一个可靠的判断依据。运维人员根据实时状态下的弧垂值来调整架空输电线路的输送容量，尽可能减少由于架空输电线路弧垂的增大而导致故障的发生。这有利于提高架空输电线路输送电能的稳定性，以及提高整个电网的安全可靠性。此外，参考图6，本发明还提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算装置，包括：测量模块10、获取模块20和计算模块30；所述测量模块10，用于在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息；所述获取模块20，用于根据所述位置信息获取所述弧垂待求点的导线物理参数；所述计算模块30，用于根据所述导线物理参数与所述初始状态信息，计算得出初始状态参数；所述计算模块30，还用于根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值。此外，本发明还提供一种用户终端，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序，所述处理器运行所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序以使所述用户终端执行如上述所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法。此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序，所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序被处理器执行时实现如上述所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12