專利名稱：一種基于激光雷達(dá)的桿塔傾斜率測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸電線路桿塔傾斜測(cè)量方法，具體地指一種基于激光雷達(dá)的桿塔傾斜率測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
桿塔是架空輸電線路中基本設(shè)備之一，對(duì)其傾斜進(jìn)行測(cè)量是線路建設(shè)施工和運(yùn)維的主要內(nèi)容。線路投運(yùn)前，隨竣工驗(yàn)收一起對(duì)桿塔傾斜進(jìn)行測(cè)量以及時(shí)發(fā)現(xiàn)桿塔傾斜存在的缺陷，讓施工方及時(shí)處理消除隱患，確保線路投運(yùn)后的安全運(yùn)行。線路投運(yùn)后，當(dāng)發(fā)生滑坡、沉陷等地質(zhì)災(zāi)害或外力破壞時(shí)，對(duì)桿塔進(jìn)行傾斜測(cè)量，可以為事故分析提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為采取臨時(shí)措施和永久措施提供判斷的依據(jù)。當(dāng)前，鐵塔傾斜測(cè)量方法主要有鉛垂測(cè)量法和經(jīng)緯儀測(cè)量法，其中鉛垂測(cè)量法需要工作人員登塔作業(yè)，存在作業(yè)量大和風(fēng)險(xiǎn)高、效率低的不足；經(jīng)緯儀測(cè)量方法雖無(wú)需登塔，但存在操作繁瑣與測(cè)量精度不高的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述不足提供一種作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)小、精確度夠高的一種基于激光雷達(dá)的桿塔傾斜率測(cè)量方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于激光雷達(dá)的桿塔傾斜率測(cè)量方法，其特征在于包括以下具體步驟步驟1:利用激光雷達(dá)成像儀采集桿塔點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)和圖像；步驟2 :將現(xiàn)場(chǎng)采集得到的三維空間數(shù)據(jù)和圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；步驟3 :對(duì)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的桿塔點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理；步驟4 :在所述三維空間圖像上選取桿塔低部的四個(gè)塔角中的一個(gè)角鋼背中心點(diǎn)作為第一基點(diǎn)11，以第一基點(diǎn)11與其他三個(gè)塔角的角鋼背中心線交點(diǎn)依次創(chuàng)建第二基點(diǎn)12、第三基點(diǎn)13、第四基點(diǎn)14，將第一基點(diǎn)11與第二基點(diǎn)12、第三基點(diǎn)13、第四基點(diǎn)14形成第一平面1，第一平面I的對(duì)角線相交點(diǎn)為第五基點(diǎn)15 ；步驟5:利用與步驟4中同樣的方法在桿塔的頂部選取第五頂點(diǎn)25，依據(jù)所述三維空間數(shù)據(jù)，測(cè)出第五基點(diǎn)15和第五頂點(diǎn)25之間的距離dL，測(cè)出第五頂點(diǎn)25到第一平面I的垂直距離dH，dH即為桿塔中心點(diǎn)的高度；步驟6 :選取第五頂點(diǎn)25到第一平面I的垂點(diǎn)251，根據(jù)勾股定理dS2+dH2=dL2，計(jì)算出第五頂點(diǎn)25到垂點(diǎn)251的距離dS ；步驟7 :根據(jù)桿塔傾斜率q=dS/dH，計(jì)算出桿塔傾斜率q。本發(fā)明的有益效果是基于激光雷達(dá)的非接觸測(cè)量，有效解決了桿塔傾斜現(xiàn)有測(cè)量方法面臨的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大、精確度不夠高等不足，實(shí)現(xiàn)了輸電線路桿塔傾斜測(cè)量的圖像化與高精度化，降低了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作量和復(fù)雜性。


圖1為本發(fā)明的方法流程圖。圖2為本發(fā)明的測(cè)量示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例本發(fā)明所述一種基于激光雷達(dá)的桿塔傾斜率測(cè)量方法，包括以下具體步驟步驟1:利用激光雷達(dá)成像儀采集桿塔點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)和圖像；步驟2 :將現(xiàn)場(chǎng)采集得到的三維空間數(shù)據(jù)和圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；步驟3 :對(duì)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的桿塔點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理；步驟4 :在所述三維空間圖像上選取桿塔低部的四個(gè)塔角中的一個(gè)角鋼背中心點(diǎn)作為第一基點(diǎn)11，以第一基點(diǎn)11與其他三個(gè)塔角的角鋼背中心線交點(diǎn)依次創(chuàng)建第二基點(diǎn)12、第三基點(diǎn)13、第四基點(diǎn)14，將第一基點(diǎn)11與第二基點(diǎn)12、第三基點(diǎn)13、第四基點(diǎn)14形成第一平面1，第一平面I的對(duì)角線相交點(diǎn)為第五基點(diǎn)15 ；步驟5:利用與步驟4中同樣的方法在桿塔的頂部選取第五頂點(diǎn)25，依據(jù)所述三維空間數(shù)據(jù)，測(cè)出第五基點(diǎn)15和第五頂點(diǎn)25之間的距離dL=40. 5215m，測(cè)出第五頂點(diǎn)25到第一平面I的垂直距離dH=40. 5210m, dH即為桿塔中心點(diǎn)的高度；步驟6 :選取第五頂點(diǎn)25到第一平面I的垂點(diǎn)251，根據(jù)勾股定理dS2+dH2=dL2，計(jì)算出第五頂點(diǎn)25到垂點(diǎn)251的距離dS=0. 201m ；步驟7 :根據(jù)桿塔傾斜率q=dS/dH,計(jì)算出桿塔傾斜率q=4. 96%0。在步驟I中，為便于桿塔點(diǎn)云數(shù)據(jù)的快捷選取，在偏離桿塔順線路方向45°左右處架設(shè)地面激光雷達(dá)，然后打開地面激光雷達(dá)的激光對(duì)中器，調(diào)節(jié)其底座上的三個(gè)支柱，直至屏幕上的藍(lán)色圓與黑色圓圈完全吻合，表明地面激光雷達(dá)已安裝在一個(gè)絕對(duì)水平面上，設(shè)置地面激光雷達(dá)的掃描角度和掃描時(shí)間后，就可以開始掃描，獲取鐵塔點(diǎn)三維空間數(shù)據(jù)及圖片，總耗時(shí)3分鐘。在步驟2中，將掃描的桿塔數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的XYZ. ASC點(diǎn)云數(shù)據(jù)格式，并導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，然后將不需要的雜點(diǎn)剔除，得到一個(gè)視覺(jué)效果好、立體的桿塔點(diǎn)三維空間圖片。在步驟5-7中，依據(jù)處理后的三維空間圖片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)桿塔傾斜的測(cè)量，測(cè)試結(jié)果dL為40. 5215m, dH為40. 5210m,根據(jù)勾股定理dS2+dH2=dL2，計(jì)算出dS為O. 201m,然后根據(jù)桿塔傾斜率q=dS/dH，計(jì)算出桿塔傾斜率q為4. 96%。，依據(jù)設(shè)計(jì)資料顯現(xiàn)該桿塔為預(yù)傾斜耐張塔，設(shè)計(jì)傾斜率為5%。，測(cè)量誤差為O. 8%，所以所測(cè)桿塔的傾斜率滿足設(shè)計(jì)要求。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明。本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種基于激光雷達(dá)的桿塔傾斜率測(cè)量方法，其特征在于包括以下具體步驟步驟1:利用激光雷達(dá)成像儀采集桿塔點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)和圖像；步驟2 :將現(xiàn)場(chǎng)采集得到的三維空間數(shù)據(jù)和圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；步驟3 :對(duì)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的桿塔點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理；步驟4:在所述三維空間圖像上選取桿塔低部的四個(gè)塔角中的一個(gè)角鋼背中心點(diǎn)作為第一基點(diǎn)11，以第一基點(diǎn)11與其他三個(gè)塔角的角鋼背中心線交點(diǎn)依次創(chuàng)建第二基點(diǎn)12、第三基點(diǎn)13、第四基點(diǎn)14，將第一基點(diǎn)11與第二基點(diǎn)12、第三基點(diǎn)13、第四基點(diǎn)14形成第一平面I，第一平面I的對(duì)角線相交點(diǎn)為第五基點(diǎn)15 ；步驟5 :利用與步驟4中同樣的方法在桿塔的頂部選取第五頂點(diǎn)25，依據(jù)所述三維空間數(shù)據(jù)，測(cè)出第五基點(diǎn)15和第五頂點(diǎn)25之間的距離dL，測(cè)出第五頂點(diǎn)25到第一平面I的垂直距離dH，dH即為桿塔中心點(diǎn)的高度；步驟6 :選取第五頂點(diǎn)25到第一平面I的垂點(diǎn)251，根據(jù)勾股定理dS2+dH2=dL2，計(jì)算出第五頂點(diǎn)25到垂點(diǎn)251的距離dS ；步驟7 :根據(jù)桿塔傾斜率q=dS/dH,計(jì)算出桿塔傾斜率q。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于激光雷達(dá)的桿塔傾斜率測(cè)量方法，包括以下具體步驟采集數(shù)據(jù)和圖像；將數(shù)據(jù)和圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；預(yù)處理；選取五個(gè)基點(diǎn)；選取第五頂點(diǎn)25；計(jì)算垂直距離；計(jì)算出桿塔傾斜率q。本發(fā)明的有益效果是基于激光雷達(dá)的非接觸測(cè)量，有效解決了桿塔傾斜現(xiàn)有測(cè)量方法面臨的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大、精確度不夠高等不足，實(shí)現(xiàn)了輸電線路桿塔傾斜測(cè)量的圖像化與高精度化，降低了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作量和復(fù)雜性。
文檔編號(hào)G01C9/00GK103017734SQ20121053370
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者杜勇, 沈小軍, 張守勛, 涂明, 王仁德 申請(qǐng)人:湖北省電力公司檢修分公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司