CN108898598A - 输电导线监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种输电导线监测方法及装置，采集输电线路的点云数据，对采集的点云数据进行拼接处理；识别拼接后的点云数据中的架线设备；对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；在长方体空间内的点云数据中提取预设特征；根据该预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析，实现了对输电导线的自动化监测，提高了监测效率。

Description

输电导线监测方法及装置

技术领域

本申请涉及电力设备技术领域，更具体地说，涉及一种输电导线监测方法及装置。

背景技术

输电导线是电网的重要组成部分。输电导线通常置于自然环境中，易受环境(比如风、雪等)的影响而产生异常，因此需要对输电导线进行监测。

而目前对输电导线的监测仍然是以人工巡检为主，这种监测方法，不但效率地，还耗费了大量的人力、物力。因此，如何对输电导线进行高效的监测成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种输电导线监测方法及装置，以对输电导线进行高效的监测。

为实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：

一种输电导线监测方法，包括：

采集输电线路的点云数据，所述输电线路包括导线和架线设备；

对所述点云数据进行拼接处理，得到拼接后的点云数据；

识别所述拼接后的点云数据中的架线设备；

对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；

在所述长方体空间内的点云数据中提取预设特征；

根据所述预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析。

上述方法，优选的，所述在所述长方体空间内的点云数据中提取特征包括：

对长方体空间内的导线的点云数据进行抛物线拟合；

计算拟合得到的抛物线的最低点位置；

将拟合得到的抛物线的最低点位置与点云数据的采集时间相关联的保存。

上述方法，优选的，根据所述预设特征对导线的弧垂进行分析包括：

计算所述抛物线的最低点位置在垂直方向上与所述导线的两个端点的连线之间的距离，得到所述导线的弧垂；

若所述导线的弧垂大于预置的弧垂阈值，确定所述导线的弧垂异常。

上述方法，优选的，当对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少两个长方体空间时，根据所述预设特征对导线的相间距离进行分析，包括：

计算对应相邻两条导线拟合得到的两个抛物线的最低点间的距离；

若所述距离小于预设距离阈值，确定所述相邻两条导线的相间距离异常。

上述方法，优选的，还包括：监测环境中的自然风速；当所述风速大于预设速度阈值时，根据所述预设特征对导线的舞动情况进行分析，包括：

获取预设历史时长内，根据多个时刻采集的第一导线的点云数据拟合得到的各个时刻的抛物线的最低点位置；

根据所述各个时刻的抛物线的最低点位置拟合曲线，所述曲线表征所述第一导线的最低点的位置随时间的变化情况；

计算所述曲线的频率和振幅；所述曲线的频率即为所述第一导线的舞动频率，所述曲线的振幅即为所述第一导线的舞动振幅。

上述方法，优选的，所述在所述长方体空间内的点云数据中提取特征包括：

将所述长方体空间内的点云数据在导线的延伸方向上切割为多个点云数据段；

计算各点云数据段的体积及切面面积；

所述根据所述预设特征对导线异物附着或断股情况进行分析，包括：

统计预设历史时长内，在所述导线的延伸方向上，位于第一切割区间的点云数据段的体积分布和切面面积分布；

若所述体积分布表征位于所述第一切割区间内的点云数据段的体积连续变大，确定位于所述第一切割区间内的导线发生异物覆盖；或者，若所述切面面积分布表征位于第一切割位置的切面面积连续变大，确定所述第一切割位置附近的导线发生异物覆盖；

若所述切面面积分布表征所述第一切割位置的切面面积连续多次小于预设面积阈值，确定所述导线在所述第一切割位置处发生断股。

一种输电导线监测装置，包括：

采集模块，用于采集输电线路的点云数据，所述输电线路包括导线和架线设备；

拼接模块，用于对所述点云数据进行拼接处理，得到拼接后的点云数据；

识别模块，用于识别所述拼接后的点云数据中的架线设备；

分割模块，用于对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；

提取模块，用于在所述长方体空间内的点云数据中提取预设特征；

分析模块，用于根据所述预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析。

上述装置，优选的，所述提取模块具体用于：

对长方体空间内的导线的点云数据进行抛物线拟合；

计算拟合得到的抛物线的最低点位置；

将拟合得到的抛物线的最低点位置与点云数据的采集时间相关联的保存。

上述装置，优选的，所述分析模块具体用于，

计算所述抛物线的最低点位置在垂直方向上与所述导线的两个端点的连线之间的距离，得到所述导线的弧垂；

若所述导线的弧垂大于预置的弧垂阈值，确定所述导线的弧垂异常。

上述装置，优选的，所述分析模块具体用于，

当对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少两个长方体空间时，计算对应相邻两条导线拟合得到的两个抛物线的最低点间的距离；

若所述距离小于预设距离阈值，确定所述相邻两条导线的相间距离异常。

上述装置，优选的，还包括：

监测模块，用于监测环境中的自然风速；

所述分析模块具体用于，当所述风速大于预设速度阈值时，获取预设历史时长内，根据多个时刻采集的第一导线的点云数据拟合得到的各个时刻的抛物线的最低点位置；根据所述各个时刻的抛物线的最低点位置拟合曲线，所述曲线表征所述第一导线的最低点的位置随时间的变化情况；计算所述曲线的频率和振幅；所述曲线的频率即为所述第一导线的舞动频率，所述曲线的振幅即为所述第一导线的舞动振幅。

上述装置，优选的，所述提取模块具体用于，将所述长方体空间内的点云数据在导线的延伸方向上切割为多个点云数据段；计算各点云数据段的体积及切面面积；

所述分析模块具体用于：

统计预设历史时长内，在所述导线的延伸方向上，位于第一切割区间的点云数据段的体积分布和切面面积分布；

若所述体积分布表征位于所述第一切割区间内的点云数据段的体积连续变大，确定位于所述第一切割区间内的导线发生异物覆盖；或者，若所述切面面积分布表征位于第一切割位置的切面面积连续变大，确定所述第一切割位置附近的导线发生异物覆盖；

若所述切面面积分布表征所述第一切割位置的切面面积连续多次小于预设面积阈值，确定所述导线在所述第一切割位置处发生断股。

通过以上方案可知，本申请提供的一种输电导线监测方法及装置，采集输电线路的点云数据，对采集的点云数据进行拼接处理；识别拼接后的点云数据中的架线设备；对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；在长方体空间内的点云数据中提取预设特征；根据该预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析，实现了对输电导线的自动化监测，提高了监测效率。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的输电导线监测方法的一种实现流程图；

图2为本申请实施例提供的输电导线监测装置的一种结构示意图。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

具体实施方式

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付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。

一般情况下，输电线路会比较长，可以分段对输电线路进行点云数据采集。对在不同段采集的点云数据分别进行处理。即分段对输电导线进行监测。对于每一段输电导线，对其监测的方法可以参看如下实施例。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的输电导线监测方法的一种实现流程图，可以包括：

步骤S11：采集输电线路的点云数据，该输电线路包括输电导线(以下简称导线)和架线设备。

该输电线路中包括至少两个架线设备，该输电线路中的导线通过该至少两个架线设备架设。

可以通过三维激光扫描仪对输电线路进行扫描得到。为了使得点云数据的处理结果的精度较高，可以选择高精度的三维激光扫描仪对输电线路进行扫描。例如，可以选择采样精度为mm级的三维激光扫描仪。

在通过三维激光扫描仪完成对输电线路的扫描后，可以将所采集的点云数据存储到预置数据库中，当需要进行点云数据处理时，从该预置数据库中获取点云数据。

其中，三维激光扫描仪可以搭载在机器人、无人机、车载平台等运动平台上。该运动平台上安装有支撑装置，该支撑装置可以包括：可伸缩桅杆，固定在所述可伸缩桅杆的可活动的一端的旋转轴，固定于所述旋转轴上，用于承载三维激光扫描仪的支撑平台，所述支撑平台随着所述旋转轴的转动而转动，使得三维激光扫描仪可以从不同的角度对输电线路进行扫描。支撑平台下设置有倾角传感器，用于测量支撑平台相对于水平面的倾斜角度。在采样作业前，先调整旋转轴的角度以及可伸缩桅杆的长度及角度，使得支撑平台在一定的高度以某种角度对输电线路进行扫描。

步骤S12：对采集的点云数据进行拼接处理，得到拼接后的点云数据。

在通过三维激光扫描仪对输电线路进行扫描时，受到许多客观因素的影响，通常需要从多个不同的视角(即不同位置)对输电线路进行扫描，这样三维激光扫描仪获取的点云数据是一些散乱的点，无明显的几何特征。将获取的点云数据进行拼接处理，就是将不同视角下采集的点云数据转换到同一坐标系下，以获得体现输电线路完整轮廓的点云数据。也就是说，拼接后的点云数据就是体现输电线路中导线和架线设备完整轮廓的点云数据。

本申请实施例中，在三维激光扫描仪进行扫描作业时，记录三维激光扫描仪的坐标，并将扫描仪的坐标与在该坐标处扫描到的点云数据相关联。在扫描完成后，所记录的坐标按照记录的先后顺序形成一坐标序列，也就是说，坐标序列中的坐标按照坐标记录的先后顺序进行排列。每一个坐标关联的点云数据构成一个点云数据片，也就是说，不同的坐标对应不同的点云数据片，不同的坐标对应的点云数据片包含的点云数据中存在部分相同的点云数据。

具体在进行拼接时，可以按照三维激光扫描仪进行扫描作业时的坐标序列中坐标的排列顺序，将相邻两个坐标对应的点云数据片进行拼接。

本申请实施例中，通过在进行采集作业时，记录三维激光扫描仪的坐标，并将扫描仪的坐标与在该坐标处扫描到的点云数据相关联，按照坐标序列中坐标的排列顺序，将相邻两个坐标对应的点云数据片进行拼接，避免随机从采集的点云数据中获取的待拼接的两个点云数据片不能进行拼接，需要重新从采集的点云数据中获取另一点云数据片进行拼接，导致拼接速度慢的问题。

步骤S13：识别拼接后的点云数据中的架线设备。

可以先通过包围盒法在拼接后的点云数据中分割出单个架线设备的点云空间。然后通过将分割出的点云空间中的点云数据与点云数据模型进行匹配，从而识别出假设设备。其中，通过包围盒法在拼接后的点云数据中分割出单个架线设备的点云空间的一种实现方式可以为：

根据架线设备的坐标，将预置的长方体包围盒放置在拼接后的点云数据所在空间中所述架线设备的坐标处。

这里架线设备的坐标是指架线设备的实际地理坐标，是预先存储好的。架线设备的实际地理坐标可以是指架线设备的底座的中心的地理坐标，则将预置长方体包围盒放置在拼接后的点云数据所在空间中架线设备的坐标处是指，将预置长方体包围盒的底座的中心点放置在架线设备的底座的中心的地理坐标处，且预置的长方体包围盒的长、宽、高与架线设备所在长方体空间的长、宽、高相平行。

将长方体包围盒进行缩小或放大，每缩小或放大一次，计算长方体包围盒缩小或放大前后，长方体包围盒第一平面中点云的计数结果的差值。

若差值的绝对值大于预设差值阈值，则若长方体包围盒被缩小了，则将长方体包围盒缩小前第一平面的位置确定为第一平面的最终位置，若长方体包围盒被放大了，则将长方体包围盒放大后的第一平面的位置确定为第一平面的最终位置。

若差值的绝对值小于或等于预设差值阈值，则返回执行将长方体包围盒进行缩小或放大的步骤，直至长方体包围盒的各个平面均确定最终位置。

具体的，本申请实施例提供的对拼接后的点云数据进行空间分割的一种实现方式可以为：

根据架线设备的坐标，将预置的长方体包围盒放置在所述拼接后的点云数据所在空间中所述架线设备的坐标处。

对长方体包围盒的每一个平面中的点云数据分别进行计数。

本施例中预置长方体包围盒的长、宽、高均小于架线设备的实际的长、宽、高。

确定目标平面，在长方体包围盒确定位置后，将长方体包围盒的各个平面均作为目标平面。

按预设步长将各个目标平面向远离长方体包围盒中心的方向移动，以放大长方体包围盒的体积。

其中该预设步长小于或等于预置步长阈值，该步长阈值为：上述预置长方体包围盒的最大边长的5％。

对放大后的长方体包围盒中，各个目标平面中的点云数据进行计数；

将对应同一目标平面(为方便叙述，记为第一平面)的放大前后的计数结果进行比较。

根据比较结果判断是否可以确定第一平面的位置，若可以，则将第一平面的当前位置确定为第一平面的最终位置，也就是说，保持第一平面的当前位置不变。否则，将第一平面作为新的目标平面，返回执行按预设步长将各个目标平面向远离长方体包围盒中心的方向移动，以放大长方体包围盒的体积的步骤及后续步骤。

具体的，若放大前后第一平面中点云的计数结果的差值的绝对值大于预置差值阈值，则可以确定第一平面的位置，否则不能确定第一平面的位置。

前述实施例中，预置的长方体包围盒的长、宽、高小于架线设备的长、宽、高。在另一示例中，预置的长方体包围盒的长、宽、高可以大于架线设备的长、宽、高。则在确定预置的长方体包围盒的位置后，按预设步长将长方体包围盒的各个平面向靠近长方体包围盒中心的方向移动，以缩小长方体包围盒的体积。则长方体包围盒每缩小一次，对缩小后的长方体包围盒中，各个平面中的点云数据进行计数；将长方体包围盒缩小前后，对应同一平面(为方便叙述，记为第一平面)的前后两次计数结果进行比较，若计数结果的差值的绝对值大于预置差值阈值，则将长方体包围盒缩小前第一平面的位置确定为第一平面的最终位置，而若计数结果的差值的绝对值小于或等于预置差值阈值，则继续将第一平面向靠近长方体包围盒中心的方向移动，直至长方体包围盒中的各个平面均确定最终位置。

步骤S14：对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据。

导线的点云数据空间的分割，也可以使用包围盒法。具体的，在识别出架线设备后，根据架线设备的点云数据模型关联的属性信息，可以确定架线设备上的接线部件的位置，以及接线部件的个数。当架线设备上有至少两个接线部件时，根据输电线路中导线的设置规则(即平行设置)，以及上述接线部件的位置，可以确定相邻两个架线设备中接线部件的对应关系。其中，具有对应关系的两个接线部件是一条导线的两个端点。

当需要对相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割时，首先确定长方体包围盒的位置，可以将长方体包围盒的两个面积较小端面分别放置在相邻两个架线设备中的对应的两个接线部件的位置(也就是说，长方体包围盒的长度是两个对应的接线部件之间的距离)，然后，保持长方体包围盒中上述两个面积较小端面的位置不变对长方体包围盒进行缩小或放大处理，每缩小或放大一次，计算长方体包围盒缩小或放大前后，长方体包围盒第一平面中点云的计数结果的差值。

若差值的绝对值大于预设差值阈值，则若长方体包围盒被缩小了，则将长方体包围盒缩小前第一平面的位置确定为第一平面的最终位置，若长方体包围盒被放大了，则将长方体包围盒放大后的第一平面的位置确定为第一平面的最终位置。

若差值的绝对值小于或等于预设差值阈值，则返回执行将长方体包围盒进行缩小或放大的步骤，直至长方体包围盒的各个平面均确定最终位置。

具体可以为：

对长方体包围盒中与上述面积较小端面垂直的各个平面中的点云数据分别进行计数；

将长方体包围盒中与上述面积较小端面垂直的各个平面确定为目标平面；

按预设步长将各个目标平面向远离长方体包围盒中心的方向移动，以放大长方体包围盒的体积。

其中该预设步长小于或等于预置步长阈值，该步长阈值为：上述预置长方体包围盒的最大边长的5％。

对放大后的长方体包围盒中，各个目标平面中的点云数据进行计数；

将对应同一目标平面(为方便叙述，记为第一平面)的放大前后的计数结果进行比较。

根据比较结果判断是否可以确定第一平面的位置，若可以，则将第一平面的当前位置确定为第一平面的最终位置，也就是说，保持第一平面的当前位置不变。否则，将第一平面作为新的目标平面，返回执行按预设步长将各个目标平面向远离长方体包围盒中心的方向移动，以放大长方体包围盒的体积的步骤及后续步骤。

具体的，若放大前后第一平面中点云的计数结果的差值的绝对值大于预置差值阈值，则可以确定第一平面的位置，否则不能确定第一平面的位置。

前述实施例中，预置的长方体包围盒的体积小于导线的体积。在另一示例中，预置的长方体包围盒的体积可以大于导线的体积。则在确定预置的长方体包围盒的位置后，按预设步长将长方体包围盒的各个平面向靠近长方体包围盒中心的方向移动，以缩小长方体包围盒的体积。则长方体包围盒每缩小一次，对缩小后的长方体包围盒中，各个平面中的点云数据进行计数；将长方体包围盒缩小前后，对应同一平面(为方便叙述，记为第一平面)的前后两次计数结果进行比较，若计数结果的差值的绝对值大于预置差值阈值，则将长方体包围盒缩小前第一平面的位置确定为第一平面的最终位置，而若计数结果的差值的绝对值小于或等于预置差值阈值，则继续将第一平面向靠近长方体包围盒中心的方向移动，直至长方体包围盒中的各个平面均确定最终位置。

步骤S15：在长方体空间内的点云数据中提取预设特征。

在提取预设特征前，可以先对长方体空间内的点云数据进行去噪处理，然后从去噪后的点云数据中提取上述预设特征。

具体去噪过程可以为：

将长方体空间平均划分为若干立方体网格，该立方体网格的边长的长度为预置长度，例如1cm。

对立方体网格中的点云数据进行计数。

若计数结果小于第三预设阈值，则删除立方体网格内的点云数据；否则，保留立方体网格内的点云数据。

通过点云数据的拼接、切割和去噪，可以最大限度的保留了点云数据中的有效空间信息，减少了遮挡、缺损、噪点、压缩的影响。

上述预设特征可以包括但不限于以下列举的几种：导线的最低点位置、导线的体积、切面面积等。

步骤S16：根据提取的预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析。

本申请提供的导线监测方法，采集输电线路的点云数据，对采集的点云数据进行拼接处理；识别拼接后的点云数据中的架线设备；对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；在长方体空间内的点云数据中提取预设特征；根据该预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析，实现了对输电导线的自动化监测，提高了监测效率。

在一可选的实施例中，计算导线的最低点的一种实现方法可以为：

对长方体空间内的导线的点云数据进行抛物线拟合。

计算拟合得到的抛物线的最低点位置。该抛物线的最低点位置即为导线的最低点位置。

将拟合得到的抛物线的最低点位置与点云数据的采集时间相关联的保存。

在一可选的实施例中，根据预设特征对导线的弧垂进行分析的一种实现方式可以为：

计算抛物线的最低点位置在垂直方向上与导线的两个端点的连线之间的距离，得到导线的弧垂。

当导线的两个端点高度相同或相近时，则在垂直方向上经过抛物线的最低点位置的直线与导线的两个端点的连线垂直或近似垂直。而若导线的两个端点高度相同相差较大，则在垂直方向上经过抛物线的最低点位置的直线与导线的两个端点的连线是不垂直的。

若导线的弧垂大于预置的弧垂阈值，确定导线的弧垂异常。

在一可选的实施例中，当对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少两个长方体空间(说明相邻连个架线设备之间有多条导线)时，可以根据预设特征对导线的相间距离进行分析，包括：

计算对应相邻两条导线拟合得到的两个抛物线的最低点间的距离。该两个抛物线的最低点间的距离即为相邻两条导线间的距离。

若上述距离小于预设距离阈值，确定相邻两条导线的相间距离异常。

在一可选的实施例中，还可以监测环境中的自然风速。可以利用风速传感器监测风速。当风速大于预设速度阈值时，输电导线很可能会发生舞动，此时可以根据拟合得到的抛物线的最低点的位置监测导线的舞动情况。具体监测方法可以为，

获取预设历史时长内，根据多个时刻采集的第一导线的点云数据拟合得到的各个时刻的抛物线的最低点位置。

该预设历史时长是指从历史某个时刻到当前时刻之间的时间范围。在这个时间范围内，连续若干次采集第一导线的点云数据并拟合抛物线，将抛物线的最低点的位置，以及点云数据的采集时间相关联的保存。

根据各个时刻的抛物线的最低点位置拟合曲线，曲线表征第一导线的最低点的位置随时间的变化情况。

拟合得到的曲线为正弦曲线或类似正弦曲线。

计算曲线的频率和振幅；曲线的频率即为第一导线的舞动频率，曲线的振幅即为第一导线的舞动振幅。

根据曲线的频率和振幅就可以判断导线的舞动类型。舞动类型可以从频率和振幅两方面划分。

根据频率划分，舞动类型可以分为高频舞动和低频舞动。根据振幅划分，舞动类型可以分为高振幅舞动和低振幅舞动。

其中，若曲线的频率大于预置频率阈值，说明是高频舞动，否则说明是低频舞动。同理，若曲线的振幅大于预置振幅阈值，说明是高振幅舞动，否则说明是低振幅舞动。

在一可选的实施例中，在长方体空间内的点云数据中提取预设特征的另一种实现方式可以为：

将长方体空间内的点云数据在导线的延伸方向上切割为多个点云数据段。

计算各点云数据段的体积及切面面积。

相应的，根据预设特征对导线异物附着或断股情况进行分析的一种实现方式可以为：

统计预设历史时长内，在导线的延伸方向上，位于第一切割区间的点云数据段的体积分布和切面面积分布。

该预设历史时长是指从历史某个时刻到当前时刻之间的时间范围。在这个时间范围内，连续若干次采集导线的点云数据并将其在导线的延伸方向上切割为多个点云数据段，并计算各点云数据段的体积及切面面积。

若位于第一切割区间的点云数据段的体积分布表征位于该第一切割区间内的点云数据段的体积连续变大，确定位于第一切割区间内的导线发生异物覆盖；或者，若对应第一切割位置的切面面积分布表征位于第一切割位置的切面面积连续变大，确定切割点附近的导线发生异物覆盖。

若对应第一切割位置的切面面积分布表征该第一切割位置处的切面面积连续多次(该次数可以是一个预设阈值)小于预设面积阈值，确定导线在该切割位置处发生断股。

与方法实施例相对应，本申请还提供一种输电导线监测装置，本申请提供的输电导线监测装置的一种结构示意图如图2所示，可以包括：

采集模块21，拼接模块22，识别模块23，分割模块24，提取模块25和分析模块26；其中，

采集模块21用于采集输电线路的点云数据，所述输电线路包括导线和架线设备；

拼接模块22用于对所述点云数据进行拼接处理，得到拼接后的点云数据；

识别模块23用于识别所述拼接后的点云数据中的架线设备；

分割模块24用于对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；

提取模块25用于在所述长方体空间内的点云数据中提取预设特征；

分析模块26用于根据所述预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析。

本申请提供的输电导线监测装置，采集输电线路的点云数据，对采集的点云数据进行拼接处理；识别拼接后的点云数据中的架线设备；对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；在长方体空间内的点云数据中提取预设特征；根据该预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析，实现了对输电导线的自动化监测，提高了监测效率。

在一可选的实施例中，提取模块25具体可以用于：

对长方体空间内的导线的点云数据进行抛物线拟合；

计算拟合得到的抛物线的最低点位置；

将拟合得到的抛物线的最低点位置与点云数据的采集时间相关联的保存。

在一可选的实施例中，分析模块26具体可以用于：

计算所述抛物线的最低点位置在垂直方向上与所述导线的两个端点的连线之间的距离，得到所述导线的弧垂；

若所述导线的弧垂大于预置的弧垂阈值，确定所述导线的弧垂异常。

在一可选的实施例中，分析模块26具体可以用于，

当对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少两个长方体空间时，计算对应相邻两条导线拟合得到的两个抛物线的最低点间的距离；

若所述距离小于预设距离阈值，确定所述相邻两条导线的相间距离异常。

在一可选的实施例中，本申请提供的输电导线监测装置还可以包括：

监测模块，用于监测环境中的自然风速；

分析模块26具体可以用于，当所述风速大于预设速度阈值时，获取预设历史时长内，根据多个时刻采集的第一导线的点云数据拟合得到的各个时刻的抛物线的最低点位置；根据所述各个时刻的抛物线的最低点位置拟合曲线，所述曲线表征所述第一导线的最低点的位置随时间的变化情况；计算所述曲线的频率和振幅；所述曲线的频率即为所述第一导线的舞动频率，所述曲线的振幅即为所述第一导线的舞动振幅。

在一可选的实施例中，提取模块25具体可以用于，将所述长方体空间内的点云数据在导线的延伸方向上切割为多个点云数据段；计算各点云数据段的体积及切面面积；

相应的，分析模块26具体可以用于：

统计预设历史时长内，在所述导线的延伸方向上，位于第一切割区间的点云数据段的体积分布和切面面积分布；

若所述体积分布表征位于所述第一切割区间内的点云数据段的体积连续变大，确定位于所述第一切割区间内的导线发生异物覆盖；或者，若所述切面面积分布表征位于第一切割位置的切面面积连续变大，确定所述第一切割位置附近的导线发生异物覆盖；

若所述切面面积分布表征所述第一切割位置的切面面积连续多次小于预设面积阈值，确定所述导线在所述第一切割位置处发生断股。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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。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。

应当理解，本申请实施例中，从权、各个实施例、特征可以互相组合结合，都能实现解决前述技术问题。

所述功能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-Only Memory)、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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种输电导线监测方法，其特征在于，包括：

采集输电线路的点云数据，所述输电线路包括导线和架线设备；

对所述点云数据进行拼接处理，得到拼接后的点云数据；

识别所述拼接后的点云数据中的架线设备；

对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；

在所述长方体空间内的点云数据中提取预设特征；

根据所述预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述长方体空间内的点云数据中提取预设特征包括：

对长方体空间内的导线的点云数据进行抛物线拟合；

计算拟合得到的抛物线的最低点位置；

将拟合得到的抛物线的最低点位置与点云数据的采集时间相关联的保存。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述预设特征对导线的弧垂进行分析，包括：

计算所述抛物线的最低点位置在垂直方向上与所述导线的两个端点的连线之间的距离，得到所述导线的弧垂；

若所述导线的弧垂大于预置的弧垂阈值，确定所述导线的弧垂异常。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少两个长方体空间时，根据所述预设特征对导线的相间距离进行分析，包括：

计算对应相邻两条导线拟合得到的两个抛物线的最低点间的距离；

若所述距离小于预设距离阈值，确定所述相邻两条导线的相间距离异常。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：监测环境中的自然风速；当所述风速大于预设速度阈值时，根据所述预设特征对导线的舞动情况进行分析，包括：

获取预设历史时长内，根据多个时刻采集的第一导线的点云数据拟合得到的各个时刻的抛物线的最低点位置；

根据所述各个时刻的抛物线的最低点位置拟合曲线，所述曲线表征所述第一导线的最低点的位置随时间的变化情况；

计算所述曲线的频率和振幅；所述曲线的频率即为所述第一导线的舞动频率，所述曲线的振幅即为所述第一导线的舞动振幅。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述长方体空间内的点云数据中提取预设特征包括：

将所述长方体空间内的点云数据在导线的延伸方向上切割为多个点云数据段；

计算各点云数据段的体积及切面面积；

根据所述预设特征对导线异物附着或断股情况进行分析，包括：

统计预设历史时长内，在所述导线的延伸方向上，位于第一切割区间的点云数据段的体积分布和切面面积分布；

若所述体积分布表征位于所述第一切割区间内的点云数据段的体积连续变大，确定位于所述第一切割区间内的导线发生异物覆盖；或者，若所述切面面积分布表征位于第一切割位置的切面面积连续变大，确定所述第一切割位置附近的导线发生异物覆盖；

若所述切面面积分布表征所述第一切割位置的切面面积连续多次小于预设面积阈值，确定所述导线在所述第一切割位置处发生断股。

7.一种输电导线监测装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集输电线路的点云数据，所述输电线路包括导线和架线设备；

拼接模块，用于对所述点云数据进行拼接处理，得到拼接后的点云数据；

识别模块，用于识别所述拼接后的点云数据中的架线设备；

分割模块，用于对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少一个长方体空间，每个长方体空间内仅包括一条导线的点云数据；

提取模块，用于在所述长方体空间内的点云数据中提取预设特征；

分析模块，用于根据所述预设特征对导线的弧垂，相间距离，异物附着，断股或舞动情况进行分析。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述提取模块具体用于：

对长方体空间内的导线的点云数据进行抛物线拟合；

计算拟合得到的抛物线的最低点位置；

将拟合得到的抛物线的最低点位置与点云数据的采集时间相关联的保存。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分析模块具体用于，

计算所述抛物线的最低点位置在垂直方向上与所述导线的两个端点的连线之间的距离，得到所述导线的弧垂；

若所述导线的弧垂大于预置的弧垂阈值，确定所述导线的弧垂异常。

10.根据权利要去8所述的装置，其特征在于，所述分析模块具体用于，

当对位于相邻两个架线设备之间的点云数据进行空间分割，得到至少两个长方体空间时，计算对应相邻两条导线拟合得到的两个抛物线的最低点间的距离；

若所述距离小于预设距离阈值，确定所述相邻两条导线的相间距离异常。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

监测模块，用于监测环境中的自然风速；

所述分析模块具体用于，当所述风速大于预设速度阈值时，获取预设历史时长内，根据多个时刻采集的第一导线的点云数据拟合得到的各个时刻的抛物线的最低点位置；根据所述各个时刻的抛物线的最低点位置拟合曲线，所述曲线表征所述第一导线的最低点的位置随时间的变化情况；计算所述曲线的频率和振幅；所述曲线的频率即为所述第一导线的舞动频率，所述曲线的振幅即为所述第一导线的舞动振幅。

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述提取模块具体用于，将所述长方体空间内的点云数据在导线的延伸方向上切割为多个点云数据段；计算各点云数据段的体积及切面面积；

所述分析模块具体用于：

统计预设历史时长内，在所述导线的延伸方向上，位于第一切割区间的点云数据段的体积分布和切面面积分布；

若所述体积分布表征位于所述第一切割区间内的点云数据段的体积连续变大，确定位于所述第一切割区间内的导线发生异物覆盖；或者，若所述切面面积分布表征位于第一切割位置的切面面积连续变大，确定所述第一切割位置附近的导线发生异物覆盖；

若所述切面面积分布表征所述第一切割位置的切面面积连续多次小于预设面积阈值，确定所述导线在所述第一切割位置处发生断股。