CN107704629B - 一种输电线路无人机巡检可视化管理方法及装置 - Google Patents

一种输电线路无人机巡检可视化管理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种输电线路无人机巡检可视化管理方法，包括：S1：获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；S2：根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。本发明实施例能够进行三维可视化管理，为输电线路管理和维护提供更多数据支持，而且可以提高线路巡检的工作效率，降低巡线成本。

Description

一种输电线路无人机巡检可视化管理方法及装置
技术领域
本发明涉及输电线路无人机巡检领域，尤其涉及一种输电线路无人机巡检可视化管理方法及装置。
背景技术
随着输电线路数据获取途径的增加，使得输电线路的信息量与日俱增，从而对输电线路的运维管理提出了新的要求。构建输电线路巡检可视化管理系统可以很好的解决输电线路运行维护中遇到的难题，提高线路管理效率和水平，具有很好的社会效益和经济效益。但是目前，大部分电网输电线路巡检管理系统都是基于传统的二维GIS技术，存在不够直观的缺点，已逐渐不能满足输电线路巡检数据可视化的工作要求。
因此，需要提供一种输电线路无人机巡检可视化管理方法以解决当前电网输电线路巡检管理系统无法满足输电线路巡检数据可视化的工作要求的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种输电线路无人机巡检可视化管理方法及装置，解决了当前电网输电线路巡检管理系统无法满足输电线路巡检数据可视化的工作要求的技术问题。
本发明提供了一种输电线路无人机巡检可视化管理方法，包括：
S1：获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；
S2：根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
优选地，步骤S1具体包括：
S101：建立与输电线路上的目标对象对应的数据表；
S102：获取到无人机第一次对目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据和可见光影像数据；
S103：获取到无人机第二次对目标对象进行采集后得到的激光点云数据；
S104：将红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据存入数据表。
优选地，步骤S2之前还包括：
对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
优选地，通过OpenGL对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
优选地，步骤S2具体包括：
S201：对红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据进行解析，得到分别与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据；
S202：对第一POS数据和第二POS数据进行数据配准，得到配准后的红外数据和配准后的视频数据；
S203：对第二POS数据和第三POS数据进行数据配准，得到配准后的可见光影像数据；
S204：对第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据进行数据配准，得到配准后的激光点云数据；
S205：根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
优选地，本发明实施例还提供了一种输电线路无人机巡检可视化管理装置，包括：
获取单元，用于获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；
配准单元，用于根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
优选地，获取单元包括：
建立子单元，用于建立与输电线路上的目标对象对应的数据表；
第一获取子单元，用于获取到无人机第一次对目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据和可见光影像数据；
第二获取子单元，用于获取到无人机第二次对目标对象进行采集后得到的激光点云数据；
存储子单元，用于将红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据存入数据表。
优选地，本发明实施例提供的一种输电线路无人机巡检可视化管理装置还包括：
索引单元，用于对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
优选地，索引单元，还用于通过OpenGL对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
优选地，配准单元包括：
解析子单元，用于对红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据进行解析，得到分别与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据；
第一配准子单元，用于对第一POS数据和第二POS数据进行数据配准，得到配准后的红外数据和配准后的视频数据；
第二配准子单元，用于对第二POS数据和第三POS数据进行数据配准，得到配准后的可见光影像数据；
第三配准子单元，用于对第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据进行数据配准，得到配准后的激光点云数据；
显示子单元，用于根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种输电线路无人机巡检可视化管理方法，包括：S1：获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；S2：根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。本发明实施例通过获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据，再根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据，能够进行三维可视化管理，为输电线路管理和维护提供更多数据支持，而且可以提高线路巡检的工作效率，降低巡线成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种输电线路无人机巡检可视化管理方法的一个实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的一种输电线路无人机巡检可视化管理方法的另一个实施例的流程示意图；
图3为本发明提供的一种输电线路无人机巡检可视化管理装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种输电线路无人机巡检可视化管理方法及装置，解决了当前电网输电线路巡检管理系统无法满足输电线路巡检数据可视化的工作要求的技术问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供了一种输电线路无人机巡检可视化管理方法的一个实施例，包括：
101、获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；
102、根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
本发明针对输电线路走廊跨度大、覆盖范围广、无人直升机巡线系统采集数据存在海量性等特点，设计了一套用于无人机输电线路巡检的可视化管理方法，通过获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据，再根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据，可以进行三维可视化管理，为输电线路管理和维护提供更多数据支持，而且可以提高线路巡检的工作效率，降低巡线成本。
以上为一种输电线路无人机巡检可视化管理方法的一个实施例，为进行更具体的说明，下面提供一种输电线路无人机巡检可视化管理方法的另一个实施例，请参阅图2，本发明提供的一种输电线路无人机巡检可视化管理方法的另一个实施例，包括：
在数据方面，输电线路巡检数据量庞大，类型也多，主要包括传感器状态数据、点云数据、影像、DEM、DSM、三维模型数据、线路隐患诊断的缺陷数据等。首先，本发明实施例需要对海量、多源的数据进行统筹处理，以实现对线路缺陷的协同分析。其次，在可视化管理系统的系统构建上，需整合不同数据处理模块，实现不同类型数据的转换和衔接，满足结果输出的多样化需要。
本发明实施例具体包括：
201、建立与输电线路上的目标对象对应的数据表；
202、获取到无人机第一次对目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据和可见光影像数据；
203、获取到无人机第二次对目标对象进行采集后得到的激光点云数据；
204、将红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据存入数据表；
在本实施例中，步骤201至步骤204是对工程数据的管理的描述，需要说明的是，在预置数据库中建立用户需要监测的目标对象的数据表，用于存储与目标对象相关的工程数据。无人机对输电线路上的目标对象进行巡检时，一组数据获取一般是通过两次进行数据采集，第一次采集得到红外数据、视频数据和可见光影像数据，第二次采集得到激光点云数据。红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据本身包含有各自的POS数据，POS数据具体为无人机采集目标对象时的地理信息。
可以理解的是，数据表中存储有多组数据。
由于无人机巡检线路众多，并且单个线路有可能巡检多次。因此，随着巡检次数的增多，线路巡检数据也在迅速的增加，且每次巡检都会有相应的工程数据生成，而且每次巡航的线路会有所不同，有可能属于已有线路，也有可能为新线路。为了对同一输电线路上的巡检数据进行有效的组织管理，采用数据库对数据进行组织。本发明实施例提供的输电线路无人机巡检可视化管理方法对应的系统在新建工程时，由管理系统自动生成名为“Inspection”数据库和“PowerLine”数据表，并通过设置路径参数和相关管理信息元数据提交给系统，将工程数据存入表中，解决了数据冗余等项目管理难题。
205、对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引；
在本实施例中，本发明提出了多线程分时加载策略，采用OpenGL提供的缓冲区对象加速点云渲染，加快了激光点云数据外存到内存的实时传输与绘制，确保仅需加载浏览点云数据到内存，从而实现海量点云数据的快速可视化。本发明实现了基于可变三维体元的空间索引，有效克服了固定三维体元大小导致空白节点和查询效率低的缺陷，奠定了TB级点云高效统一管理的技术基础，海量数据组织管理方案。
206、对红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据进行解析，得到分别与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据；
207、对第一POS数据和第二POS数据进行数据配准，得到配准后的红外数据和配准后的视频数据；
208、对第二POS数据和第三POS数据进行数据配准，得到配准后的可见光影像数据；
209、对第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据进行数据配准，得到配准后的激光点云数据；
210、根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
在本实施例中，步骤206至步骤210是对多源数据配准与可视化的描述。
基于无人机输电线路巡检获取的点云数据、红外数据、可见光影像数据、POS等数据在时间和空间上存在不一致性：即不同数据经诊断获得的故障信息不同，因而可能出现如同一座杆塔在不同数据中检测出不同故障，所以需要进行数据之间的配准，即得到对应同一地理位置的红外、点云、可见光影像数据集。本发明实施例的数据配准首先将四种数据的基准先后分别设为红外数据、视频数据、影像数据、点云数据，使用POS系统输出的位置参数以及传感器平台标定参数作为各数据源的初始位置、姿态参数，提取线路走廊中特有的线状特征并投影到各数据源进行匹配解算匹配模型，获取精确的配准参数，将多源数据统一到同一参考坐标系中。
具体为：首先，读取红外和视频数据中的对应帧，利用红外数据的POS信息和视频数据的POS信息配准红外和视频数据；然后记录首次飞行中指定某张影像(即上述可见光影像数据)的POS信息，根据视频数据的POS信息与可见光影像数据)的POS信息将每幅影像与配准好的视频数据进行时空配准；最后根据初步配准好的数据与无人机同期(即上述获取同组工程数据)另一次飞行获得的点云数据进行配准，具体为利用点云数据的POS信息与配准好的数据(即配准好的可见光影像数据、红外数据和视频数据)的POS信息进行配准，并调整点云的视角使其与可见光等数据在视角达到最佳相似，最终将配好的数据入库，实现多源数据可视化。
请参阅图3，本发明实施例提供的一种输电线路无人机巡检可视化管理装置的一个实施例，包括：
获取单元301，用于获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；
配准单元302，用于根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
获取单元301包括：
建立子单元3011，用于建立与输电线路上的目标对象对应的数据表；
第一获取子单元3012，用于获取到无人机第一次对目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据和可见光影像数据；
第二获取子单元3013，用于获取到无人机第二次对目标对象进行采集后得到的激光点云数据；
存储子单元3014，用于将红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据存入数据表。
本发明实施例提供的一种输电线路无人机巡检可视化管理装置还包括：
索引单元302，用于对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
索引单元302，还用于通过OpenGL对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
配准单元303包括：
解析子单元3031，用于对红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据进行解析，得到分别与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据；
第一配准子单元3032，用于对第一POS数据和第二POS数据进行数据配准，得到配准后的红外数据和配准后的视频数据；
第二配准子单元3033，用于对第二POS数据和第三POS数据进行数据配准，得到配准后的可见光影像数据；
第三配准子单元3034，用于对第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据进行数据配准，得到配准后的激光点云数据；
显示子单元3035，用于根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种输电线路无人机巡检可视化管理方法，其特征在于，包括：
S1：获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；
S2：根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；
步骤S2具体包括：
S201：对红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据进行解析，得到分别与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据；
S202：对第一POS数据和第二POS数据进行数据配准，得到配准后的红外数据和配准后的视频数据；
S203：对第二POS数据和第三POS数据进行数据配准，得到配准后的可见光影像数据；
S204：对第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据进行数据配准，得到配准后的激光点云数据，具体为：第四POS数据与配准好的第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据进行配准，并调整点云的视角使其与红外数据、视频数据和可见光影像数据在视角达到最佳相似；
S205：根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
2.根据权利要求1所述的输电线路无人机巡检可视化管理方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
S101：建立与输电线路上的目标对象对应的数据表；
S102：获取到无人机第一次对目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据和可见光影像数据；
S103：获取到无人机第二次对目标对象进行采集后得到的激光点云数据；
S104：将红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据存入数据表。
3.根据权利要求2所述的输电线路无人机巡检可视化管理方法，其特征在于，步骤S2之前还包括：
对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
4.根据权利要求3所述的输电线路无人机巡检可视化管理方法，其特征在于，通过OpenGL对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
5.一种输电线路无人机巡检可视化管理装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取到无人机对输电线路上的目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；
配准单元，用于根据与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的POS数据进行数据配准，并根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据；
配准单元包括：
解析子单元，用于对红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据进行解析，得到分别与红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据对应的第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据；
第一配准子单元，用于对第一POS数据和第二POS数据进行数据配准，得到配准后的红外数据和配准后的视频数据；
第二配准子单元，用于对第二POS数据和第三POS数据进行数据配准，得到配准后的可见光影像数据；
第三配准子单元，用于对第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据和第四POS数据进行数据配准，得到配准后的激光点云数据，具体为：第四POS数据与配准好的第一POS数据、第二POS数据、第三POS数据进行配准，并调整点云的视角使其与红外数据、视频数据和可见光影像数据在视角达到最佳相似；
显示子单元，用于根据获取到的显示指令显示配准后的红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据。
6.根据权利要求5所述的输电线路无人机巡检可视化管理装置，其特征在于，获取单元包括：
建立子单元，用于建立与输电线路上的目标对象对应的数据表；
第一获取子单元，用于获取到无人机第一次对目标对象进行采集后得到的红外数据、视频数据和可见光影像数据；
第二获取子单元，用于获取到无人机第二次对目标对象进行采集后得到的激光点云数据；
存储子单元，用于将红外数据、视频数据、可见光影像数据和激光点云数据存入数据表。
7.根据权利要求6所述的输电线路无人机巡检可视化管理装置，其特征在于，还包括：
索引单元，用于对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
8.根据权利要求7所述的输电线路无人机巡检可视化管理装置，其特征在于，索引单元，还用于通过OpenGL对激光点云数据进行基于可变三维体元的空间索引。
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