一种输电线走廊点云数据自动分类和树障预警系统及方法与流程

本发明涉及输电线监控的，具体涉及一种输电线走廊点云数据自动分类和树障预警系统及方法。

背景技术：

1、输电线走廊是指沿指定路线铺设的电力线路边导线的铺设路径区域。输电线走廊的监控系统用于对输电线路走廊区域内的输电线和环境进行监控，确保输电线的安装状态稳定。点云数据自动分类表示识别点云数据中各类物品并分类标识。树障预警系统用于根据树障监测信息生成并展示对应的预警信息，以便于提示监测员及时排除树障风险。

2、现在已经开发出了很多输电线走廊预警系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有技术的输电线走廊预警系统有如公开号为cn111898838a、cn105447623a、cn115238957a、ep2224409a1、us08054195b2、jp2021197892a所公开的输电线走廊预警系统，这些输电线走廊预警系统一般包括：卫星遥感信息获取终端，用于获取输电线走廊的卫星遥感图像；遥感图像分析终端，用于根据卫星遥感图像生成树障分析信息；预警终端，用于根据树障分析信息生成对应的预警信息。由于上述输电线走廊预警系统的监测数据和预警过程较为单一，导致监测数据准确性降低，造成了输电线走廊预警系统的预警准确性降低的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述输电线走廊预警系统存在的不足，提出一种输电线走廊点云数据自动分类和树障预警系统及方法。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种输电线走廊点云数据自动分类和树障预警系统，包括输电线走廊模型构建终端、输电线走廊点云信息终端、点云数据自动分类终端、树障预警终端和监管展示终端；所述输电线走廊点云信息终端用于对输电线走廊的输电线本体和输电线走廊障碍进行三维扫描和图像获取，生成输电线走廊点云数据和输电线走廊图像数据；所述输电线走廊模型构建终端用于根据输电线走廊点云数据和输电线走廊图像数据构建输电线走廊模型；所述点云数据自动分类终端用于对输电线走廊点云数据中输电线点云数据和输电线走廊障碍点云数据进行自动分类操作，生成点云数据分类信息；所述输电线走廊模型构建终端用于根据自动分类操作后的输电线走廊点云数据和点云数据分类信息对输电线走廊模型进行分类标识和更新；所述树障预警终端用于根据输电线走廊点云数据和输电线走廊图像数据进行树障数据提取和分析，生成树障预警信息；所述监管展示终端用于向管理人员展示对应的输电线走廊模型和树障预警信息；

4、所述输电线走廊模型构建终端包括输电线走廊模型构建模块和输电线走廊模型更新模块；所述输电线走廊模型构建模块用于根据输电线走廊点云数据和输电线走廊图像数据构建输电线走廊模型；所述输电线走廊模型更新模块用于根据自动分类操作后的输电线走廊点云数据和点云数据分类信息对输电线走廊模型进行分类标识和更新；

5、所述输电线走廊点云信息终端包括三维扫描模块和图像监控模块；所述三维扫描模块安装于输电线走廊检测点，用于对输电线检测点处输电线本体和输电线走廊障碍进行三维扫描并生成输电线走廊点云数据；所述图像监控模块安装于输电线走廊检测点，用于对输电线检测点处输电线本体及其四周环境进行图像获取并生成输电线走廊图像数据。

6、可选的，所述点云数据自动分类终端包括点云数据分类模块、分类剔除指数计算模块和点云数据分类信息生成模块；所述点云数据分类模块用于对输电线走廊点云数据中输电线点云数据和输电线走廊障碍点云数据进行自动分类操作；所述分类剔除指数计算模块用于根据输电线走廊点云数据中障碍的点云数据的分类内容、障碍的点云数据与输电线本体的点云数据的距离和障碍的点云数据的体积计算对应分类的分类剔除指数；所述点云数据分类信息生成模块用于根据自动分类操作后的输电线走廊点云数据以及分类剔除指数生成对应的点云数据分类信息。

7、可选的，所述分类剔除指数计算模块包括分类剔除指数计算子模块和分类剔除指数校对子模块；所述分类剔除指数计算子模块用于根据输电线走廊点云数据中障碍的点云数据的分类内容、障碍的点云数据与输电线本体的点云数据的距离和障碍的点云数据的体积计算对应分类的分类剔除指数；所述分类剔除指数校对子模块用于校对分类剔除指；

8、当所述分类剔除指数计算子模块计算时，满足以下式子：

9、；

10、；

11、其中，表示分类剔除指数；表示基于障碍的分类内容的权重选择函数；表示障碍的点云数据与输电线本体的点云数据的数据距离数值；表示参考数据距离数值，由监测员根据经验设定；表示障碍的点云数据表示的体积数值；和分别表示不同的指数值转化系数，均由监测员根据经验设定；

12、表示障碍的分类内容；表示一类分类内容，是指高度低于输电线本体的固定型障碍；表示二类分类内容，是指高度低于输电线本体的移动型障碍；表示三类分类内容，是指高度高于输电线本体的障碍；

13、当所述分类剔除指数校对子模块计算时，满足以下式子：

14、；

15、其中，表示对应障碍的点云数据边缘区域最内侧点与输电线本体的点云数据边缘区域最内侧点的数据距离数值；表示对应障碍的点云数据边缘区域最外侧点与输电线本体的点云数据边缘区域最外侧点的数据距离数值；所述点云数据边缘区域是指对应实物的点云数据中表示实物边缘的区域；所述对应障碍的点云数据边缘区域最内侧点是指对应障碍的点云数据边缘区域中距离输电线本体最远的点；所述输电线本体的点云数据边缘区域最内侧点是指输电线本体的点云数据边缘区域中距离对应障碍最远的点；所述对应障碍的点云数据边缘区域最外侧点是指对应障碍的点云数据边缘区域中距离输电线本体最近的点；所述输电线本体的点云数据边缘区域最内外侧点是指输电线本体的点云数据边缘区域中距离对应障碍最近的点。

16、可选的，所述树障预警终端包括树障数据提取模块、树障危险指数计算模块和树障预警信息生成模块；所述树障数据提取模块用于根据输电线走廊点云数据和输电线走廊图像数据进行树障数据提取；所述树障危险指数计算模块根据输电线走廊点云数据、输电线走廊图像数据和提取的树障数据计算对应树障的树障危险指数；所述树障预警信息生成模块用于根据对应树障的树障危险指数生成对应的树障预警信息；

17、当所述树障危险指数计算模块计算时，满足以下式子：

18、；

19、；

20、其中，表示对应树障的树障危险指数；表示基于对应树障与输电线本体的水平距离数值的权重选择函数；表示对应树障与输电线本体的水平距离数值；表示对应树障当前高度；表示对应树障在上一年度的增高数值；表示对应树障当前的树干直径；表示对应树障在上一年度的树干增粗数值；表示对应树障当前的冠径；表示对应树障在上一年度的冠径增量数值；至分别表示不同的权重转化系数，均由监测员根据经验设定；表示树障危险基准系数，由监测员根据经验设定；

21、当时，所述树障预警信息生成模块生成用于表示当前树障对输电线本体存在安全风险的树障预警信息；当时，所述树障预警信息生成模块生成用于表示当前树障对输电线本体未存在安全风险的树障预警信息；表示安全风险判定阈值，由监测员根据经验设定。

22、一种输电线走廊点云数据自动分类和树障预警方法，应用于如上述的一种输电线走廊点云数据自动分类和树障预警系统，所述输电线走廊点云数据自动分类和树障预警方法包括：

23、s1，对输电线走廊的输电线本体和输电线走廊障碍进行三维扫描和图像获取，生成输电线走廊点云数据和输电线走廊图像数据；

24、s2，根据输电线走廊点云数据和输电线走廊图像数据构建输电线走廊模型；

25、s3，对输电线走廊点云数据中输电线点云数据和输电线走廊障碍点云数据进行自动分类操作，生成点云数据分类信息；

26、s4，根据自动分类操作后的输电线走廊点云数据和点云数据分类信息对输电线走廊模型进行分类标识和更新；

27、s5，根据输电线走廊点云数据和输电线走廊图像数据进行树障数据提取和分析，生成树障预警信息；

28、s6，向管理人员展示对应的输电线走廊模型和树障预警信息。

29、本发明所取得的有益效果是：

30、1、输电线走廊模型构建终端、输电线走廊点云信息终端、点云数据自动分类终端、树障预警终端和监管展示终端的设置有利于通过持续更新的输电线走廊模型提高监测过程的准确性，输电线走廊点云信息的获取过程和处理过程较为准确，提高了树障预警的准确性，从而有利于提高系统的预警准确性；

31、2、输电线走廊模型构建模块和输电线走廊模型更新模块的设置有利于快速且准确地构建输电线走廊模型，然后根据自动分类操作后的输电线走廊点云数据和点云数据分类信息对输电线走廊模型进行分类标识和更新，进一步提高了输电线走廊模型的实时性和准确性，从而提高了系统的预警准确性；

32、3、三维扫描模块和图像监控模块的设置有利于多维度同时获取输电线走廊的点云数据和图像数据，提高了数据获取的及时性和准确性；

33、4、点云数据分类模块、分类剔除指数计算模块和点云数据分类信息生成模块的设置有利于提高对输电线走廊点云数据分类的效率和准确性，从而有利于提高系统的预警准确性；

34、5、分类剔除指数计算子模块和分类剔除指数校对子模块的设置配合分类剔除指数算法和指数校对算法，通过合理地剔除点云数据中的噪声或不符合规范的障碍数据，有利于提高点云数据分类的效率和准确性；

35、6、树障数据提取模块、树障危险指数计算模块和树障预警信息生成模块的设置配合树障危险指数算法，有利于提高树障危险指数的计算准确性，进而提高树障预警的准确性；

36、7、天气因素计算子模块、车流因素计算子模块和树障危险指数校对子模块的设置配合天气因素算法、车流因素算和树障危险指数校对算法，有利于更进一步提高树障危险指数的准确性，从而大大提高了系统的预警准确性。

37、为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。