[发明专利]一种电力线路激光防外破方法和装置

说明书

本申请公开了一种电力线路激光防外破方法和装置，包括：电力线路激光防外破装置启动并自检；激光雷达模块和辅助视频图像模块进行监控环境扫描建模和图像记录；对监控区域进行声音监听，当区域内出现设定频率范围内的声音时，对声音进行采集与识别，当识别出工程机械发动机和相关特征声音时，定位目标声音位置；对目标声音位置进行三维点云扫描，进行距离计算和目标分割和识别；采集目标声音位置的图像并进行计算处理，进一步辅助识别目标类型，计算目标空间位置信息，根据目标与输电线路的距离评估危险等级并进行相关预警操作。本发明采用声音识别和定位作为常规监控，避免了激光雷达和视频监拍功耗较高，难以长时间工作的问题。

技术领域

本发明属于电力线路监测技术领域，涉及一种电力线路激光防外破方法和装置。

背景技术

电网承载着国民经济的重要的设施，电力设备的安全对电力用户供应可靠性、社会的稳定以及经济的发展起着重要的作用。输电线路多数裸露在野外，其位置和环境的情况都很复杂，而且安装杆塔的地点较多，距离较长，面积较广，遭受外力破坏导致故障和损失的事件屡见不鲜，线下违章施工、违章建筑、树竹障碍等外力破坏是导致输电夏怒跳闸的主要原因，其中工程车辆违章施工造成的外力破坏具有高发、突发、难以及时发现和制止的特点。

近年来，由于社会经济在不断的发展，我国城市建设在不断地完善，随着铁路、公路的不断修建，各种大型工程机械在电力线路保护区域内施工，由此造成的外力破坏事件经常发生。

目前电力系统通常采用视频可视化在线监拍、人工巡检等方法防止外力破坏。人工巡检实时性弱，工作量大。视频可视化在线监拍由于供电限制，只能间隔事件拍摄，不及时；且视频拍摄的图像由于不具备空间位置信息，智能识别容易误报或漏报，人工识别工作量过大；在夜间由于施工场所灯光干扰，可视化监拍往往很难看清施工现场情况；因此可视化监拍在防外力破坏工作中难以较好的承担预防重任。

随着激光技术和激光雷达技术的发展，目前出现了采用激光雷达解决电力线路防外破问题的研究，但由于激光雷达工作时功耗大，甚至超过可视化监拍系统的功耗，因此这种系统难以长时间保持作业状态，实用性较低。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种电力线路激光防外破方法和装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种电力线路激光防外破方法，包括以下步骤：

步骤1：电力线路激光防外破装置启动并进行设备自检；

步骤2：激光雷达模块和辅助视频图像模块进行监控环境扫描建模和图像记录后进入休眠状态；

步骤3：对监控区域进行声音监听，当区域内出现设定频率范围内的声音时，触发音频监控模块对声音进行采集与识别，判断是否需要唤醒休眠的激光雷达模块和辅助视频图像模块；

步骤4：当识别出工程机械发动机和相关特征声音时，定位目标声音位置并唤醒激光雷达模块和辅助视频图像模块；

步骤5：激光雷达模块对目标声音位置进行三维点云扫描，然后基于点云数据进行距离计算和目标分割和识别；辅助视频图像模块采集目标声音位置的图像并进行计算处理，进一步辅助识别目标类型，并记录视频图像信息供用户查看；

步骤6：目标分割和识别后，计算目标空间位置信息，根据目标与输电线路的距离评估危险等级并进行相关预警操作。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，步骤2具体包括：

步骤2.1：激光雷达模块结合辅助视频摄像模块，在监控范围内，采集当前环境图像和激光雷达点云数据；

步骤2.2：事先采集或合成输电线路环境下工程车辆和工程装备的激光点云数据集，采用大规模点云语义分割网络RandLA-Net训练该数据集，生成基于RandLA-Net的AI算法模型；