[发明专利]一种电力线下方地物安全距离实时检测方法

权利要求书

1.一种电力线下方地物安全距离实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时采集激光点云数据和实时影像数据；

对激光点云数据与实时影像数据进行实时配准，生成电力线路附近区域彩色激光点云；

通过深度学习算法对彩色激光点云进行实时分类，提取出电力线对应的三维激光点云；

根据三维激光点云的数据实时拟合生成电力线弧垂方程，构成电力线三维模型；

根据电力线三维模型通过铅垂线法计算电力线下方地物的距离，实时对电力线下方地物的距离进行安全检测；

所述根据三维激光点云的数据实时拟合生成电力线弧垂方程，构成电力线三维模型具体包括：

从三维激光点云的数据中获取同一条电力线三个或三个以上节点的三维绝对坐标；

根据三维绝对坐标和等高悬点电力线任意一点f的弧垂计算公式和不等高悬点电力线任意一点f的弧垂计算公式进行电力线拟合，计算出电力线弧垂矢量，获得电力线弧垂矢量模型即电力线三维模型。

2.根据权利要求1所述的一种电力线下方地物安全距离实时检测方法，其特征在于，所述对激光点云数据与实时影像数据进行实时配准，生成电力线路附近区域彩色激光点云具体包括：

将激光点云数据与实时影像数据用WGS84坐标系、POS坐标系、相机成像坐标系和激光扫描坐标系表示；

设定需要计算的一点为P点，设定激光扫描P点的时刻为t_L，设定相机拍摄P点的时刻为t_s，设定P点在相机成像坐标系的坐标为[X_S,Y_S,Z_S]^T，则根据P点的激光扫描点在WGS84坐标系的第一坐标公式和P点的成像点在WGS84坐标系的第二坐标公式生成P点在相机成像坐标系中的第三坐标公式；

根据成像公式和第三坐标公式将CCD图像中与P点对应的像素坐标的颜色信息与P点建立匹配关系，其中，所述成像公式为：

循环执行上述步骤计算获得彩色激光点云中所有点的坐标及匹配的颜色信息。

3.根据权利要求1所述的一种电力线下方地物安全距离实时检测方法，其特征在于，所述通过深度学习算法对彩色激光点云进行实时分类，提取出电力线对应的三维激光点云具体包括：

获取电力线走廊实时航拍影像；

根据训练完成的SSD模型对电力线走廊实时航拍影像进行影像实时分类，提取电力线像素坐标；

对电力线像素坐标执行针对于彩色激光点云的三维空间映射，将电力线像素坐标映射至彩色激光点云，获得电力线三维激光点云。

4.根据权利要求3所述的一种电力线下方地物安全距离实时检测方法，其特征在于，所述训练完成的SSD模型通过以下步骤训练获得：

获取电力线走廊历史航拍影像；

从电力线走廊历史航拍影像中标注出不同类型的电力线；

以标注后的电力线走廊历史航拍影像作为训练样本放入到SSD算法框架中进行训练，得到电力线自动提取的SSD模型。

5.根据权利要求4所述的一种电力线下方地物安全距离实时检测方法，其特征在于，所述SSD算法框架具体为神经网络结构；

所述神经网络结构采用VGG16基础网络结构，具体使用VGG16基础网络结构前面的前5层，然后利用astrous算法将fc6和fc7层转化成两个卷积层；再格外增加了3个卷积层和一个average pool层；不同层次的feature map分别用于default box的偏移以及不同类别得分的预测，最后通过nms得到最终的检测结果。

6.根据权利要求1所述的一种电力线下方地物安全距离实时检测方法，其特征在于，所述等高悬点电力线任意一点f的弧垂计算公式具体为：

所述不等高悬点电力线任意一点f的弧垂计算公式为：

其中，σ₀为电力线最低点应力，单位为kg/mm²，g为电线比载，单位为kg/m·mm²，l为档距，单位为米，Φ为悬点高差角，单位为度。

7.根据权利要求1所述的一种电力线下方地物安全距离实时检测方法，其特征在于，所述根据电力线三维模型通过铅垂线法计算电力线下方地物的距离，实时对电力线下方地物的距离进行安全检测具体包括：

根据电力线三维模型和距离计算公式计算电力线在铅垂线上与电力线下方地物三维点云坐标的距离h₀；

比较每个距离h₀与预设对应阈值的大小，若每个距离h₀都比预设对应阈值小，则表示电力线下方地物的距离安全。