專利名稱：一種動力傘激光雷達三維測距系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種動力傘激光雷達三維測距系統。
技術背景 在輸電線路運行環境中，樹竹生長、架空管線、超高機械施工以及違章建筑物都可能對線路安全運行造成威脅。常規以巡視人員在地面利用經緯儀、測高儀甚至是目測的方法，對地空物體進行凈空距離測量。由于受地形條件限制、測量人員經驗及技能影響，時有漏測或測量數據與實際情況偏差較大造成誤判的現象，不能正確診斷，及時消除隱患而導致停電事故發生。目前電力行業以人工方式進行地空物體間距的測量，由于受地理環境、人體本能等因素影響較大，難以得到準確的測量定量信息，因此達不到對輸電線路進行詳細、快捷的測量效果，且作業效率相對較低。而飛機(含無人機)或因為飛行高度過高導致激光雷達相對映射到地面后的實際空間分辨能力不高，不利于識別細小目標；或因為受限于搭載高性能激光雷達的負載和電源供應要求而選用低分辨率激光雷達，故無法滿足電力巡線要求。且其受到諸如航空管制、后備支援、人員管理、庫場建設、維修保障等多方面制約，推廣和普及均有相當的難度。因此上述飛行器平臺，僅僅應用在分辨率不高的遙感和測量領域。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種動力傘激光雷達三維測距系統，本實用新型的動力傘激光雷達三維測距系統能構思新穎，易于實施，測量準確度高。實用新型的技術解決方案如下一種動力傘激光雷達三維測距系統，采用動力傘作為測量平臺，在該測量平臺上設置有激光雷達、GPS裝置以及數碼相機，在該測量平臺上還設有數據存儲器。在所述的測量平臺上還設有慣性導航裝置。所述的慣性導航裝置、激光雷達、GPS裝置以及數碼相機均與數據存儲器連接。通過后期處理軟件將激光點云數據和數碼照片進行綜合，生產DEM(DigitalElevation Model (DEM)數字高程模型)三維模型和DSM三維圖形。DEM(數字高程模型)，它主要反映的是某一地區的自然形成地貌特征，而DSM(數字表面模型)是地表特征的數字表示；它們最大的區別在于DEM只表示地形起伏，而DSM不僅表示地形起伏，還包括了各種建筑物表面和植被覆蓋情況。有益效果本實用新型的動力傘激光雷達三維測距系統，利用高分辨率的激光雷達測量架空線路和線路下物體的空間立體距離，并通過解算GPS信息、慣性導航信息和高分辨率相機獲取的融合數據，判讀、定位危險地段和危險等級，并由此采取后續人工處理，達到準確判定地空物體凈空距離的目的。本實用新型運用動力傘進行地空物體間距測量，采用動力傘的低成本航巡方式，方便和快捷地實現地空物體間距測量，準確判定隱患所在，為有針對性地采取措施、消除隱患提供依據，能有效避免停電事故發生。動力傘具有飛行機動靈活、安全可靠性高、適用性強、運營成本低廉等諸多特點，由動力傘搭載模塊化、高效可靠的地空物體間距測量系統，如GPS定位儀、慣性導航裝置、激光掃描儀(即激光雷達)和高分辨率的數碼相機等，可以自動測量并記錄架空線路和線路下物體的空間立體距離，測距精度誤差可控IOcm以內，通過信息數據的融合、解算，進而判定線路地空物體凈空距離是否符合安全運行要求。同時，在工作效率和故障處置速度方面，系統> 20公里/小時的測量速度是人工測量方法無法比擬的，特別是在應對人車無法 通行或通行困難區域發生故障時其作用和效能更加凸顯，且動力傘20 40公里/小時的飛行速度恰好符合三維數據采集設備只有通過慢速飛行器實現的要求。目前國內外以動力傘進行地空物體間距的測量應用尚屬空白，因此，系統具有較大的技術推動力和市場拓展空間。本實用新型的動力傘激光雷達三維測距系統能構思新穎，易于實施，測量準確度聞。
圖I是本實用新型的動力傘激光雷達三維測距系統的總體結構框圖。圖2是卡箱門打開時防止卡片翻轉的機構的結構圖；圖2是本實用新型的動力傘激光雷達三維測距系統測距原理示意圖。
具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明如圖1-2所示，一種動力傘激光雷達三維測距系統，采用動力傘作為測量平臺，在該測量平臺上設置有激光雷達、GPS裝置以及數碼相機，在該測量平臺上還設有數據存儲器。在所述的測量平臺上還設有慣性導航裝置。激光雷達采用脈沖激光測距體制，利用激光掃描器掃描成像，以半導體激光器作為光源，實現高速成像激光雷達掃描。激光雷達中關鍵是采用了高性能二維或三維掃描技術，通過可調速的光學鼓鏡構成掃描器，實現一個方向的探測。發射機提供高重復頻率大功率激光，并對半導體激光器的輸出激光進行準直。接收機接收從目標反射回來的激光，測量發射激光脈沖信號和接收激光脈沖信號的時間間隔，測量接收激光脈沖信號的峰值。激光掃描器對發射機發射的激光和從目標反射回來的激光進行同步掃描，使從目標反射回來的激光始終在接收機的接收視場內。系統前期軟件進行線路自動、半自動識別，進行線路空空、地空物體距離測量，后期處理軟件進行激光點云數據處理以及相機高分辨率圖片匹配，檢測線路安全狀況，相關軟件設計為現有技術。
權利要求1.一種動力傘激光雷達三維測距系統，其特征在于，采用動力傘作為測量平臺，在該測量平臺上設置有激光雷達、GPS裝置以及數碼相機，在該測量平臺上還設有數據存儲器。
2.根據權利要求I所述的動力傘激光雷達三維測距系統，其特征在于，在所述的測量平臺上還設有慣性導航裝置。
3.根據權利要求2所述的動力傘激光雷達三維測距系統，其特征在于，所述的慣性導航裝置、激光雷達、GPS裝置以及數碼相機均與數據存儲器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種動力傘激光雷達三維測距系統，采用動力傘作為測量平臺，在該測量平臺上設置有激光雷達、GPS裝置以及數碼相機，在該測量平臺上還設有用于存儲數碼照片與激光雷達生產的激光點云數據的數據存儲器。在所述的測量平臺上還設有慣性導航裝置。本實用新型的動力傘激光雷達三維測距系統，利用高分辨率激光雷達測量架空線路和線路下物體的空間立體距離，并通過解算GPS信息、慣導信息和高分辨率相機獲取的融合數據，判讀、定位危險地段和危險等級，并由此采取后續人工處理，達到準確判定地空物體凈空距離的目的。本實用新型的動力傘激光雷達三維測距系統能構思新穎，易于實施，測量準確度高。
文檔編號G01S17/08GK202362458SQ201120505700
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者劉長根, 原火生, 王澎 申請人:長沙華鵬電力科技有限責任公司