CN110634143B - 基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法，包括以下步骤：S1、从激光点云中过滤出地面点；S2、对过滤出地面点的点云进行超体素分割；S3、标记带电超体素，并计算危险空间；S4、基于步骤S3得到的危险空间、需停电检修设备带电时生成的危险空间以及作业空间，生成安全作业空间和危险作业空间；S5、带有定位告警功能的设备进入作业现场后，实时判断是否离开安全作业空间或进入危险作业空间，是则进行相应告警；S6、作业结束并恢复送电后，恢复危险空间。该方法有利于提高作业安全性。
Description
技术领域
本发明涉及泛在电力物联网技术领域，具体涉及一种基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法。
背景技术
误入带电间隔、作业时与带电设备之间距离不满足安全要求是变电站运维检修工作安全事故时常发生的主要原因。变电站运维人员通过布置围网和遮拦、悬挂标示牌等物理措施将带电间隔（设备）和检修间隔（设备）区分隔离，达到限定作业人员的作业空间的目的。开展检修作业实行工作监护制度，通过作业负责人监督和规范工作人员的作业范围和作业行为。实际这种变电站电力检修安全保障工作还存在以下问题：
1）作业所布置物理措施（如安全围网和遮拦）容易遭到人为移动和破坏；作业人员无视和跨越物理措施的现象时有发生；
2）现场存在多处检修间隔（设备）作业时，存在作业人员误入不相关的检修间隔或误动其他检修设备的风险；
3）在检修间隔（设备）内作业时，尤其是高处作业时，人员无法对相邻带电设备进行安全距离的精确判断，存在触电风险；
4）通过现场作业负责人来实时监督作业人员的活动范围，存在监护疏漏。作业人员超出作业活动范围时，可能得不到有效的提示告警。
可见，对于如何有效地隔离带电间隔和检修间隔，如何有效地管控现场作业人员活动范围，作业过程中如何有效地保证与带电设备保持足够的安全距离等问题，现有方法仍然需要补充和改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法，该方法有利于提高作业安全性。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法，包括以下步骤：
S1、从激光点云中过滤出地面点；
S2、对过滤出地面点的点云进行超体素分割；
S3、标记带电超体素，并计算危险空间；
S4、基于步骤S3得到的危险空间、需停电检修设备带电时生成的危险空间以及作业空间，生成安全作业空间和危险作业空间；
S5、带有定位告警功能的设备进入作业现场后，实时判断是否离开安全作业空间或进入危险作业空间，是则进行相应告警；
S6、作业结束并恢复送电后，恢复危险空间。
进一步地，步骤S1中，采用随机抽样一致性算法对点云数据进行地面点的过滤。
进一步地，步骤S3具体包括以下步骤：
S31、标记带电超体素；
S32、根据带电超体素上所有点的电压等级，计算其危险距离；
S33、根据带电超体素上最大的危险距离，生成危险三维空间；
S34、将所有带电超体素生成的危险三维空间合并为一个总的危险空间。
进一步地，步骤S4具体包括以下步骤：
S41、计算需停电检修设备带电时生成的危险空间；
S42、计算基于检修作业活动范围生成的作业空间；
S43、将步骤S41得到的危险空间和步骤S42得到的作业空间合并，得到安全作业空间；
S44、将步骤S34得到的总的危险空间，除去步骤S41得到的危险空间，得到危险作业空间。
进一步地，步骤S5具体包括以下步骤：
S51、带有定位告警功能的设备进入作业现场；
S52、判断是否即将超出或已超出安全作业空间，是则进行超出安全作业空间的告警；
S52、判断是否靠近或已进入危险作业空间，是则进行进入危险作业空间的告警；
S53、重复步骤S52、53，直至作业结束。
进一步地，步骤S6中，作业结束并恢复送电后，将步骤S41生成的危险空间加入危险作业空间，恢复危险空间。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：将激光点云技术应用于电力生产区域告警，能够区隔出安全作业空间和危险作业空间，并当离开安全作业空间或进入危险作业空间时，进行告警，从而提高了作业安全性，实现了安全事故的技防，对于降低电力作业事故有着很强的实际应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例的实现流程图。
图2是本发明实施例的实施效果图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、从激光点云中过滤出地面点。
在本实施例中，采用随机抽样一致性算法RANSAC对点云数据进行地面点的过滤。具体为：第一次平面拟合得到的内群点集的平均高度作为地面点的平均高度。接下来在每次平面拟合迭代中，计算拟合得到的内群点集中未分类点到该次拟合平面的距离，若距离小于事先设定的阈值，则该未分类点归类于地面点。每次平面拟合迭代的输入点集都是未分类的点。平面拟合迭代一直到内群点集中存在一个点大于地面点的平均高度加1或者内群点集中点的数目保持不变。
S2、对过滤出地面点的点云进行超体素分割。在本实施例中，采用Papon发表的论文《Voxel cloud connectivity segmentation-supervoxels for point clouds》公开的超体素分割算法，对点云数据进行超体素分割，分割效果如图2(a)所示。
S3、标记带电超体素，并计算危险空间。具体包括以下步骤：
S31、标记带电超体素；
S32、根据带电超体素上所有点的电压等级，计算其危险距离；
S33、根据带电超体素上最大的危险距离，生成危险三维空间，实施效果如图2(c)所示；
S34、将所有带电超体素生成的危险三维空间合并为一个总的危险空间。
S4、基于步骤S3得到的危险空间、需停电检修设备带电时生成的危险空间以及作业空间，生成安全作业空间和危险作业空间。具体包括以下步骤：
S41、计算需停电检修设备带电时生成的危险空间；
S42、计算基于检修作业活动范围生成的作业空间；
S43、将步骤S41得到的危险空间和步骤S42得到的作业空间合并，得到安全作业空间，实施效果如图2(e)所示；
S44、将步骤S34得到的总的危险空间，除去步骤S41得到的危险空间，得到危险作业空间。
S5、带有定位告警功能的设备进入作业现场后，实时判断是否离开安全作业空间或进入危险作业空间，是则进行相应告警。具体包括以下步骤：
S51、带有定位告警功能的设备进入作业现场，实施效果如图2(f)所示；
S52、判断是否即将超出或已超出安全作业空间，是则进行超出安全作业空间的告警；
S52、判断是否靠近或已进入危险作业空间，是则进行进入危险作业空间的告警；
S53、重复步骤S52、53，直至作业结束。
S6、作业结束并恢复送电后，将步骤S41生成的危险空间加入危险作业空间，恢复危险空间。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、从激光点云中过滤出地面点；
S2、对过滤出地面点的点云进行超体素分割；
S3、标记带电超体素，并计算危险空间；
S4、基于步骤S3得到的危险空间、需停电检修设备带电时生成的危险空间以及作业空间，生成安全作业空间和危险作业空间；
S5、带有定位告警功能的设备进入作业现场后，实时判断是否离开安全作业空间或进入危险作业空间，是则进行相应告警；
S6、作业结束并恢复送电后，恢复危险空间；
步骤S3具体包括以下步骤：
S31、标记带电超体素；
S32、根据带电超体素上所有点的电压等级，计算其危险距离；
S33、根据带电超体素上最大的危险距离，生成危险三维空间；
S34、将所有带电超体素生成的危险三维空间合并为一个总的危险空间；
步骤S4具体包括以下步骤：
S41、计算需停电检修设备带电时生成的危险空间；
S42、计算基于检修作业活动范围生成的作业空间；
S43、将步骤S41得到的危险空间和步骤S42得到的作业空间合并，得到安全作业空间；
S44、将步骤S34得到的总的危险空间，除去步骤S41得到的危险空间，得到危险作业空间。
2.根据权利要求1所述的基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法，其特征在于，步骤S1中，采用随机抽样一致性算法对点云数据进行地面点的过滤。
3.根据权利要求1所述的基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法，其特征在于，步骤S5具体包括以下步骤：
S51、带有定位告警功能的设备进入作业现场；
S52、判断是否即将超出或已超出安全作业空间，是则进行超出安全作业空间的告警；
S52、判断是否靠近或已进入危险作业空间，是则进行进入危险作业空间的告警；
S53、重复步骤S52、53，直至作业结束。
4.根据权利要求3所述的基于激光扫描点云的电力生产区域告警方法，其特征在于，步骤S6中，作业结束并恢复送电后，将步骤S41生成的危险空间加入危险作业空间，恢复危险空间。
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