激光雷达在电力巡检的创新应用
无人机激光雷达电力线路巡检解决方案
无人机激光雷达电力线路巡检解决方案摘要：无人机激光雷达技术近年来已应用于各种行业，其数据精度高，数据采集速度快。
利用无人机雷达测量技术对流域进行了测试，得到了激光点云数据和分辨率超过0.2m的数据。
电力线路介绍了基于激光雷达的基本概念和组件的安全检查系统，分析了主要关键技术，包括无人机（uav）飞行姿态控制，多个传感器之间的高精度时间同步，缺陷检测和智能诊断、机载传感器标定数据处理、无线通信，地面，等等，将无人驾驶直升机的技术要点是用于电力线路检查工作全面描述。
关键词：无人机；激光雷达；电力线路；巡检1前言输电线路检查是电网运行维护部门的主要职责和任务之一。
电网在我国当前的高压输电线路巡检方式，主要是通过维护人员在地面运输和低空直升机，使用手持设备或肉眼可见检查设施处理缺陷、劳动强度、工作环境、劳动效率低，管理不便，很难满足现代电网的发展的需要和安全运行。
随着遥感技术的发展，世界各国都在研究利用遥感和摄影测量技术来辅助或取代传统人工巡逻的可行性。
由于地球观测技术在无直接接触的情况下对地球观测技术的遥感，也是对目标或自然现象进行长距离探测的特征，是网格空间信息的重要技术手段之一。
目前，基于遥感技术的输电线路检测已成为电力线路自动化检测自动化的研究热点。
在电网中，有人进行了无人直升机巡检、红外热成像仪检测平台、远端摄像镜头等传统的线路设备观测，如发热、放电故障、缺陷检测等自动或半自动传输设备。
2基于遥感的电力线路巡检关键技术UAV是一种由无线电遥控装置或其自己的程序控制装置操作的无人机。
目前的发展态势表明，无人机检测技术需要融合航空、电子、控制、通信、图像识别、动力设备、先进技术的智能诊断等领域，必须实现以下关键技术。
2.1高性能可伸缩通信中继系统不同于其他无人驾驶飞行器（UAV）遥感任务，UAV电力线路安全检查工作要求无人机飞离地面，因此对基站的测量和控制与地面通信链路容易被高层建筑和阿尔卑斯山麓阻挡。
无人机载激光雷达技术在电力线巡检中的应用
无人机载激光雷达技术在电力线巡检中的应用摘要：近年来，电力行业加大信息化建设投入，随着智慧电力建设的推进，激光雷达搭载无人机巡检作业作为电网安全稳定运行的有力解决方案，为电力智能巡检领域迎来新机遇。
关键词：无人机、激光雷达、点云解算软件引言随着国民经济的迅速发展，电力工业也取得重大成就，逐步形成以大型发电厂和中心城市为核心，以不同电压等级的输电线路为骨架的各大区、省级和地区的电力系统，全国电网已经基本形成500千伏和330千伏的骨干网架。
我国重大输电通道工程建设也在持续推进，至2021年底，我国共建成投运33条特高压线路，总体电力工程投资10481亿元，为近十年最高水平。
2022年是推进“十四五”规划的重要年份，全国电力发展坚持稳中求进的总体原则，这对全国电力巡检工作进行也是一场考验。
图2012～2021年全国电力投资情况(单位：亿元)资料来源于国家能源电力局官网输电线路巡检是电网运营维护管理部门需要进行的一项重要工作，为了确保电力线路的运营安全，通常需要定期对线路进行巡检，以便及时发现和排除安全隐患。
随着高电压、大功率、长距离输电线路越来越多，线路走廊穿越的地理环境也越来越复杂，如经过大面积的水库、湖泊和崇山峻岭，对其运行维护日趋困难。
依靠人工为主的巡检模式因巡视效果差、工作效率低等原因难以满足发展需要。
随着无人机技术日趋成熟，人工智能技术不断发展，电力行业已经开始使用无人机大面积巡查电力线路，无人机载激光雷达巡线技术便应运而生。
1外业部分1.1无人机载雷达组成及优势无人机载激光雷达技术融合了电力、导航、通信、航空、控制、图像处理等多个领域的高新技术。
1)惯性导航系统，可提供稳定、连续的三维高精度位置、速度、姿态信息；2)GNSS天线，提供厘米级高精度位置信息；3)激光扫描仪，快速获取目标地物的空间信息数据，实时生成真彩点云。
同时结合飞机的仿地、避障功能，整套系统不受地理障碍限制，大幅提升巡线效率。
激光雷达在输电线路巡线中的应用
激光雷达在输电线路巡线中的应用摘要:近年来，随着我国经济建设的快速发展，对电力的需求迅速增长，对电网建设的需求也越来越强烈。
电网规模的迅速扩大给电力监管带来了巨大挑战。
定期检查已建成的输电线路，及时发现并消除线路走廊内的安全隐患，确保电力安全传输，已成为电网运维管理部门的一项重要工作。
无人机搭载激光雷达技术因其高效灵活、作业周期短、成本低等特点广泛应用于电力工程勘测设计工作中。
本文主要就激光雷达在输电线路巡线中的应用进行了分析。
关键词：激光雷达；输电线路；巡线引言传统的人工电力巡线方式已不能满足电网运营维护工作需要，为提高输电线路巡线效率，保证电网线路安全，将无人机搭载激光雷达技术应用于线路巡线中，获取点云数据，提取完整电力线点，重建三维电力线走廊，检测建筑物、植被、交叉跨越等对线路的安全距离，及时发现线路走廊中被跨越物对线路的威胁与隐患，为线路维护人员提供决策支持，通过实例验证了激光雷达巡线技术的安全、快速、高效性。
1激光雷达原理激光雷达技术是一种利用激光来实现精确获取三维位置的测距传感技术，在广义上可以认为是带有3D 深度信息的摄像头，被誉为最具想象力的“机器人眼睛”。
激光雷达主要包括激光发射、扫描系统、激光接收和信息处理四大部分，采用激光发射器及光束扫描技术发射介于红外线与可见光之间的激光，通过测量激光信号的时间差及相位差描绘周围物体的三维点云图，从而获取精确的距离、轮廓信息。
此外，激光雷达产业链上游下游应用广泛，涉及大气环境监测、服务机器人、无人机、自动驾驶、工业测绘等技术领域。
激光雷达是将各种新型测量仪器的优势结合在一起，使其变成一种较为新型且具有更高科技含量的测量系统，不仅结合激光测距技术的相关优势，还将定位系统和惯性测量系统的优势融合在整个测量坐标数据中，并利用虚拟的数据影像来将各种数据以模型的形式向大众进行展示。
不仅如此，激光雷达可以对地面、河流等一些独立性的物体进行标志，并且结合其数据来进行有效的信息收集和坐标凸显。
三维激光雷达在输电线路机巡中的应用
三维激光雷达在输电线路机巡中的应用三维激光雷达是一种通过使用激光束扫描场景来获取三维空间信息的高级传感技术。
该技术广泛应用于汽车、机器人、航空航天和医疗设备等领域。
然而，近年来，三维激光雷达也开始被用于输电线路机巡中，以提高安全性和效率。
输电线路机巡是电力工业中既费时又繁琐的任务。
传统方法是使用直升机或步行巡视员巡视输电线路，这种方法既昂贵又危险。
使用三维激光雷达可以减少人员上电力杆的需求，避免高空作业安全风险。
三维激光雷达可以完全覆盖输电线路和相邻地物，捕捉到细节以及缺陷。
这种技术可以扫描数千次，每秒可以达到数十万次扫描，可以检测输电线路的形状、大小、位置、轻微振动和变形。
这些数据可用于制定更好的保养计划、提高故障恢复速度、减少停电时长，从而降低维护成本、提高效率。
三维激光雷达可以精确测量输电塔的高度、倾斜度、夹角等信息，以评估塔是否偏离垂直状态，是否损坏，从而及时处理并减少安全风险。
该技术还可以捕捉输电线路的地形及其周围环境，包括道路、建筑和其他障碍物，以评估潜在的安全风险并提供更好的保护方案。
三维激光雷达的应用程序还可以检测固定的线路设备和移动设备，从而确保他们的正确位置。
例如，输电线路中的绝缘子可以使用三维激光雷达进行精确测量，以确定绝缘子是否正确连接并能正常工作。
此外，三维激光雷达的应用还可以提高整个电力系统的安全性。
它可以为输电线路的监控和分析提供可靠的数据，用于提前预警潜在的故障或缺陷，以及充分利用这些数据，制定更健全的保护措施并应对潜在危险。
综上所述，三维激光雷达在输电线路机巡中的应用已成为一个趋势。
它可以为电力工业带来诸多好处，包括提高安全性、减少维护成本、提高效率和改善整体系统绩效。
LiDAR技术在电力巡线中的应用
LiDAR技术在电力巡线中的应用摘要：从LiDAR电力线扫描数据入手，提出了一整套数据获取、处理、拟合等技术流程，基于最小二乘法，拟合出电力线的完整的结构及走向，精度满足要求。
数据处理，首先，通过TIN滤波算法，提取出地面点与非地面点；其次，利用高程纹理分类算法，区分出植被、建筑、电力线、电塔等地物；再次，采用数学形态学的方法，提取出电塔的真实形状。
通过对机载LiDAR点云数据电力线提取和拟合试验表明，最小二乘法的三维点云数据拟合，可用于地形起伏不大的区域的电力巡线。
关键词：LiDAR；电力线；数学形态学；最小二乘法中图分类号：P2361.引言LiDAR（light detection and ranging）是激光扫描测距技术的简称，集成全球卫星定位系统GPS（Global Position System）和惯性测量单元IMU（Inertial Measurement Unit）,它是一种快速直接获取地形表面模型DEM（Digital Elevation Model）的新兴技术[1]，不同于微波及传统的传感器获得的数据，LiDAR传感器采用红外和近红外波长，直接获取地物特征点在水平及垂直方向上的信息[2-3]。
LiDAR系统是一个主动式传感系统，通过自身发射激光来照射地面和地面上的目标，不依赖光照，能够全天候获得地面三维数据。
目前已广泛应用于林业监测、城市建模、公路选线及电力选线等领域[4]。
电网是一个跨区域大工程，从电网的规划、勘测、设计、施工、运营、管理等，都对区域中的空间信息有着强烈的要求；输电线路是电网的最重要部分，而线路布设的地形、地貌、地物都对线路的建设和安全运行产生重大的影响[5]。
目前，电力线空间数据采集的手段主要有人工测绘、航测和遥感等[6-7]，但无论是手绘、数码相机、多光谱及热红外技术，空间定位的量测精度均不高，而且获得的多源数据大多分开处理。
激光雷达系统可以克服这些缺点，它是利用激光脉冲来获得被检测对象的相关信息，同时它还集成了数字量测相机，可以生成数字正射影象．满足测图量测的要求。
激光雷达在输电线路巡检中的关键技术及应用刘姝含
激光雷达在输电线路巡检中的关键技术及应用刘姝含发布时间：2021-08-23T08:33:24.323Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：刘姝含[导读] 如今电网结构日益复杂，线路长度不断增长，采用传统人工巡检不但耗时耗力，而且无法做到及时发现隐患、排除隐患。
国网山东省电力公司桓台县供电公司山东淄博 256400摘要：如今电网结构日益复杂，线路长度不断增长，采用传统人工巡检不但耗时耗力，而且无法做到及时发现隐患、排除隐患。
机载激光雷达技术作为一种新型对地观测技术，能够快速进行探测，获取目标探测物的三维空间信息，并利用点云数据构建真三维模型，还原输电线路走廊地貌，弥补了人工巡检的不足，无疑成为输电线路巡检技术未来探索和发展的方向。
关键词：激光雷达；输电线路巡检；关键技术；应用1我国输电线路系统管理的普遍问题目前架空输电线路运维过程中面临的问题有自然环境的影响，包括雷击、鸟害、风害、覆冰、山火、树障等，还有面对人类活动的影响，包括外力施工、车辆运输、漂浮异物等。
随着城市建设的加快，城乡建设的铺开，修路、建桥、住宅建设、管道开挖、农田改造、水利等各施工都给线路运维带来诸多考验，这么多年以来，输电专业运维人员不仅与自然环境在斗法，也需要时刻提防着各类建设带来的风险。
春季需及时清理通道内的隐患树竹，防止线路树障放电；夏季需提防强对流天气带来的雷电、大风引起的线路接地故障；秋季需及时清理杆塔上的隐患鸟窝，同时需要防范干燥山火引起的线路放电故障；冬季守着覆冰区域，防范导线、绝缘子覆冰引起线路短路、倒塔、短线等；一年四季，周而复始的重复工作给线路运维工作带来了重大考验。
面对各种难题，各个供电公司都会指定比较详细的管理制度，例如安排周期性的人工巡视、开展针对性的检测工作、定期开展检修等。
然而，很多问题也同时暴露出来：巡视人员现场责任心不强，部分杆塔未巡视到位，导致危急缺陷未发现，引起线路故障，造成供电中断；巡视人员主观判定缺陷不准确，导致需要紧急处理的缺陷记录为一般缺陷，错时了停电消缺的最好时机，导致发生重复停电，造成供电中断；巡视人员由于现场路径不熟悉，走错了杆段，记录错误信息导致缺陷遗漏；现场作业人员记录的纸质缺陷回去缺陷丢失、现场检修人员发现缺陷记录与现场不符等，各类问题频繁出现，传统的运维管理方式已不满足现阶段的运检工作，研究设计出高效可靠的管理系统显得尤为重要。
激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用
激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用【摘要】本文介绍了激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用。
通过引言部分对激光雷达技术和电力线路工程勘测设计的重要性进行了介绍。
接着，分别探讨了激光雷达在电力线路规划、勘测、设计、施工和运维中的具体应用情况。
结论部分总结了激光雷达技术对电力线路工程效率和精度的提升，并指出未来激光雷达技术将在电力行业得到更广泛的应用。
通过本文的阐述，读者可以深入了解激光雷达技术在电力线路工程中的重要作用，促进电力行业的发展和进步。
【关键词】激光雷达技术、电力线路、勘测、设计、施工、运维、效率、精度、应用、未来1. 引言1.1 激光雷达技术简介激光雷达是一种通过发射激光束并利用反射回来的光信号来测量目标距离、速度和形状的高精度光学测距技术。
它利用光的属性来实现对目标的高精度测量，具有非接触、高精度、高速、长测距范围等优点。
激光雷达在工程领域有着广泛的应用，特别在电力线路工程勘测设计中扮演着重要角色。
激光雷达技术的发展使得电力线路工程的勘测设计变得更加高效和精确。
传统的勘测设计方法需要耗费大量人力物力，并且存在一定的误差。
而激光雷达可以通过快速、自动化地进行数据采集和处理，实现对电力线路的精确测量和建模。
激光雷达技术的应用不仅提高了电力线路工程的勘测设计效率，同时也提高了设计的准确性和可靠性。
激光雷达技术在电力线路工程勘测设计中的应用，对于提高工程质量、节约成本和缩短工期具有重要意义。
1.2 电力线路工程勘测设计的重要性电力线路工程勘测设计是电力行业中至关重要的一环。
准确的勘测设计可以确保电力线路的顺利建设和运营，避免因不当设计而导致的各种安全隐患和效率低下的问题。
电力线路工程勘测设计的重要性体现在其对电力系统运行的影响。
准确的勘测设计可以确保电力线路的合理布局和优化设计，提高电力系统的传输效率和稳定性。
合理的设计还能够降低电力线路的损耗，节约能源资源，为电力系统的高效运行提供有力支持。
无人巡检机器人的测绘技术及在电力巡检中的实际应用与操作指南
无人巡检机器人的测绘技术及在电力巡检中的实际应用与操作指南一、引言随着科学技术的飞速发展，无人巡检机器人的应用越来越广泛。
在电力行业中，无人巡检机器人的测绘技术不仅可以提高效率，降低成本，还可以避免人工巡检带来的安全隐患。
本文将探讨无人巡检机器人的测绘技术及在电力巡检中的实际应用与操作指南。
二、无人巡检机器人的测绘技术1.激光雷达技术激光雷达技术是一种无人巡检机器人常用的测绘技术。
它通过发射激光束，测量回波时间和强度来获取目标物体的位置和形状信息。
激光雷达可以实时绘制出电力设备的三维模型，高精度地检测出设备的变形、裂缝等缺陷，为后续的维护工作提供可靠的数据。
2.热成像技术热成像技术是利用红外线摄像仪对目标物体进行热图像的采集和分析。
在电力巡检中，热成像技术可以帮助无人巡检机器人检测发电设备的发热问题，如局部过热、热点等。
通过对这些问题的及时发现和处理，可以提高电力设备的可靠性和安全性。
3.摄像技术摄像技术是无人巡检机器人常用的测绘技术之一。
无人巡检机器人装备有高清摄像头，可以对电力设备进行全景拍摄和实时监控。
这些图像和视频数据可以用于设备的巡检、维护和故障诊断，提高电力设备的运行效率和可靠性。
三、无人巡检机器人在电力巡检中的实际应用1.巡检设备检测无人巡检机器人可以通过激光雷达、热成像和摄像技术实时掌握电力设备的运行状态。
它可以扫描并记录设备的尺寸、形状和位置，检测设备的损坏、腐蚀、变形等问题，提供准确的巡检数据。
这些数据可以帮助电力公司及时发现设备的故障和隐患，采取相应的维护措施，避免事故的发生。
2.巡检线路维护无人巡检机器人还可以用于电力线路的巡检和维护。
它可以自动检测线路上的杂物、树木等障碍物，并及时报警。
同时，它还可以检测线路的绝缘破损、导线的松动、导线渗漏、杆塔的倾斜等问题，提供准确的故障定位和维护建议。
这样可以大大提高电力线路的安全性和可靠性。
3.巡检数据分析无人巡检机器人采集的数据可以通过云平台进行存储和分析。
无人机机载激光雷达在输电线路巡线中的应用
无人机机载激光雷达在输电线路巡线中的应用摘要：输电线路作为电力传输的一种途径，在维护人民日常生活，企业生产运行，社会长治久安扮演着重要的角色。
文中提出了一种基于机载雷达测量技术的输电线种类快速识别方法，开展输电线路树障预警工作，准确识别存在树障风险的树木类别。
关键词：机载激光雷达；输电线机载点云激光雷达（LiDAR）能够通过主动发射和被动接收激光的方法，快速获取地面物体的空间坐标信息、回波强度，其获取到的数据量大，数据形式为空间点云，能够直接反应地面物体三维空间特征。
其优良的特性使得LiDAE及机载型LiDAR在各行各业得到了广泛的运用。
1 无人机机载激光雷的主要功能与监测误差基于输电线监测的基本原理，同样适用于无人机激光雷达监测任务上。
对多个目标进行重复扫描，获取多期墩面点云或DEM数据，进而将多期点云或DEM作一阶差分运算，以获取每次间隔时间内的水准变化量。
由于无人机激光雷达扫描系统高空作业所受影响因素较多，为了获取高质量点云数据，降低系统误差，需要系统分析各误差的来源的影响因素，进而对每项干扰作出改进，提高测量精度。
飞行扫描前应对目标表面作清洁处理，在重复观测中，其航高、飞行平台与扫描设备必须是同一套设备，尽可能减小系统误差。
最后提取多期数据成果进行比对分析。
相对有人机，无人机激光雷达扫描系统在空中作业遇到的影响因素较多，主要区别是平稳性不如有人机，导致飞机与激光设备的空中姿态不稳定。
通过系统分析其误差来源，有助于提高数据精度。
具体分析，主要包括5种影响因素（1）航高因素：在保持其它参数不变的情况下，由于红外测距比例误差的存在，航高从0～1000m引起的定位误差与航高近似成线性关系。
降低航高是提高点云数据精度的一个重要途径，航高的降低还有利于地面点云密度的增大。
此外，在重复扫描作业中，应确保每次飞行的线路轨迹要一致。
（2）激光测距误差：激光测距仪本身的误差有时延估计误差和时间测量误差，激光束在传播过程中遇到地物发生散射现象，会导致激光回波信号变形，激光接收装置不能准确分辨回波信号，产生时延估计误差。
激光雷达测量技术在电力行业中的应用
摘要:近年来，在超高压架空送电线路设计的路径优化阶段越来越多的应用高精度的地理数据进行线路的优化选线，机载激光雷达数据是其中之一。现阶段采取传统的航空摄影测量方式的超高压电力线路测量，仍存在无法穿透植被覆盖地区直接获取地面高程信息，也不能准确的测量植被、森林高度的问题。激光雷达是20世纪初最重要的测量技术之一。由于激光雷达能够穿透植被覆盖层，而且有的激光系统集成了GPS、MU等设备，能够快速的获取测区的地形、地貌数据，获得植被的高度数据，是目前工程测量最新的手段。
(2)减少建筑物和障碍物拆迁
在输电线路的选择和设计中肯定会涉及到很多建筑物和障碍物的影响，通过对不同地物对输电线路的影响程度以及设计成本等一系列的要求，需要针对不同的地物进行躲避。随着电网技术的不断发展，架空输电线路对环境的影响和威胁逐渐的减少，但是在输电线路的选择过程中一定尽量躲避重要的人口稠密区、工况设施和矿藏。对自然保护区、生态补偿区、风景名胜区、机场等重要设施等有可能输电线路会对其造成影响的区域要及时的躲避。以保证输电线路的架设对其造成影响，并降低对环境的破坏。
依托于激光雷达数据的高精度正射影像和激光点云，设计人员在软件中可以很好的判读地物，减少对环境的影响，包括减少线ห้องสมุดไป่ตู้建设造成的森林砍伐、农田占用、建筑物和障碍物拆迁、填挖土石方量等。减少对环境影响的原则包括:
(1)减少森林砍伐和占用农田
工程通过林区长度较长，选线中应尽量避开林木密集区、经济作物区，难以避让的，原则按高跨处理，尽量减少林木砍伐，对于集中林场和较密集的林地应釆用高跨处理，树木自然生长高度按15米确定。高跨时要对跨越的树高、树种予以测量和记录，不允许穿越自然保护区的核心区及试验区，若无法避免通过缓冲区，必须取得相关部门的批准文件。工程在经过西林县马畔、古障、普合、那劳附近的国家级公益林区、省级猫街雉类自然保护区时要尤其注意。
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除了通道排查树障以外，雷达在通道中还有哪些创新点，对运维有哪些帮
助？
应用机载激光雷达技术进行输电线路巡检的优势如下：
1、能够快速获取线路走廊高精度的三维空间信息及高分辨率的真彩色影像
信息，可实现线路交叉跨越高度、树高房高、线路与周边地物空间距离的高精度
实时测量等；
2、可实现线路安全距离范围内障碍物的自动识别与定位，并可自动输出全
线路障碍物统计列表；
3、借助影像可识别电力设施的鸟巢等障碍物、螺栓缺失、绝缘子串损坏等
排查；
4、通过多次数据的对比分析，可识别线路长时间运行后杆塔有无倾斜、倾
斜角度多大、有无位移，这是常规遥感技术巡线技术做不到的；
5、通过周期性获取的线路走廊植被点云的分析，可动态监测植物的生长情
况，模拟植被生长状态，预先获取线路净空内树木的超高量，以满足安全运行要
求；
6、净空排查：主要对通道环境中违章建筑、建（构）筑物、树木（竹林）
等与导线之间安全距离的检测。
7、获取线路走廊的精确三维地形，分析线路走廊的地质灾害及地质灾害对
线路安全运行的影响。
8、结合电塔三维模型、线路走廊三维地形地物数据以及收集的线路属性参
数，还可以辅助实现线路资产管理，与智能电网方案结合，效果更好。
9、可根据巡检不同的技术要求，集成可见光相机／多光谱相机／红外相机。
后台数据处理后，软件有哪些模块可以实际运用？
数据处理巡检分析一体化软件集航迹解算、点云分类处理、影像处理及
线路巡检分析为一体，可操作性强，简单易学。该软件功能模块主要包括线
路当前工况缺陷分析检测、净空排查、线路交叉跨越分析、塔杆定位、塔杆
倾斜测量分析、杆塔位移监测、弧垂分析、线路不同工况模拟及检测，软件
内置国网线路安全运行规程等，支持自定义配置规程参数并自动分析报告输
出，可根据实际需求灵活使用。
在哪些方面可以表现降低了运维成本和劳动强度？
名称 飞行架次 飞行长度 宽度 用时 备注
外业数据采集 1 10公里 200米 30分钟
从无人机起
飞准备到无
人机降落数
据导出
外业数据采集及效率
名称 人员参与数 用时 合计用时
数据解算 1人 20分钟 50分钟
点云滤波、点云分类、巡检报告生成 1人 30分钟
巡检效率
1、 由上两图可见，对于10km的线路长度，30分钟即可采集完所有数
据；50分钟内即可生成巡检报告，获取通道内的净空数据，外业
人员可及时联系相关人员，在短时间内，排除净空障碍隐患。这
种效率是传统人工巡检无法做到的，以下是具体比较：
无人机载激光雷达电力巡线社会经济效益一览表
社会效益
序号 对比项目 人工巡线 可见光巡线 激光雷达巡线
1
走廊净空排查 可实现、效率低、精度差 无法实现 可实现、效率高、精度高
2
杆塔异物、缺损 可巡查、效率低 可巡查 可巡查、效率高
3
历史数据比对 难实现 较难实现 易实现
4
杆塔倾斜位移 无法巡查 无法巡查 可巡查
5
巡检结果数字化 无法实现 可实现 可实现
经济效益
序号 对比项目 人工巡线 可见光巡线（机载） 激光雷达巡线（机载）
1
巡检时间 2-3天 30分钟/1小时 30分钟/1小时
2
人力投入 3-4人 1人 1人
3
影响巡线效率
的未知因素
人员中暑、山
区蛇虫侵扰，人员受伤 无 无
备注：以湖北省内典型电力线路走廊特征（山区地形复杂、植被覆盖密集）的10km线路为例
2、 巡线数据真实可靠性：由于传统的人工巡线很难确保巡线人员能够
百分之百到达位置，即使是使用GPS“打考勤”，也不能确保巡线
人员对每个检测点都进行认真可靠的检测。因此，对于数据收集
的可靠性上，使用无人机搭载激光雷达，是更具备真实客观性。
3、大幅度减少外业人数，减少野外作业的时间，降低作业的风险。
4、软件优势：传统人工巡检为手工纸介质记录，存在人为因素多、管理
成本高、无法监督巡检人员工作、巡检数据信息化程度低等缺陷。天眼公司
依托多年电力线路巡检、激光雷达系统研发、工程应用及软件开发的经验，
开发出激光雷达数据处理、巡检结果分析一体化的三维输电线路巡检软件，
避免了数据处理、数据分析在不同软件之间的切换，操作流程简单易学，便
于电网维护人员从数据采集以最快的速度获取线路巡检结果。
激光雷达输电线路巡检软件主要功能
激光雷达输电线路巡检软件实现输电线路本体及其走廊三维信息、输电线路
本体热分布图像和高清彩色影像的实时数据采集。为了快速完成数据处理与分
析，形成输电线路安全隐患预警报告，定制开发专用的输变电线路巡检分析软件
来实现以下功能。
1、数据预处理功能：包括全息数据导入、航迹姿态数据处理、激光点云数
据解算、激光点云/高清影像/红外图像等精确匹配等；
数据预处理功能主要应用到的坐标转换如下。
（1）扫描仪局部坐标到IMU坐标转换；
（2）IMU坐标到GPS大地坐标转换；
（3）GPS大地坐标到地心转换。
本软件通过位置和方向数据（POS）与激光扫描仪坐标（SOCS）通过时间
同步，在大地坐标系统中融合处理，输出我们需要的投影坐标数据。
2、数据后处理功能：包括激光点云噪声滤波、点云分类处理、正射影像制
作、真彩色激光点云提取、热图像激光点云提取、点云（含真彩色）栅格化处理
等，输变电线路巡检软件将这些复杂独立的后处理功能处理集成为一个模块；
3、巡线通用功能：包括三维真彩色点云展示、高清影像定位展示、高清红
外图像定位展示、数字表面模型显示、数字高程模型显示、数字正射影像显示、
与Google Earth图像集成显示等功能；
4、巡线专用功能：包括线路当前工况缺陷分析检测、净空排查分析、线路
交叉跨越分析、杆塔定位、杆塔倾斜测量分析、线路不同工况（覆冰、高温、风
偏）缺陷检测、断股预测以及内置国网、南网线路安全运行规程，支持自定义配
置规程参数并自动分析报告输出。
4、经济效益：传统的巡线模式，由于其规模效应不明显，随着线路长度
的增加，导致管理工作量的增加和管理成本的上升，从而导致平均成本的持
续上升。而使用无人机搭载激光雷达巡线，随着线路长度的增加，其规模效
应越来越明显，而且管理工作量和管理成本增加不大，平均成本会越来越低。
哪些方面是人工巡检做不到的？
1、 线路巡检数据的精度 即精细化巡检，包括地形、树高、塔杆、电线弧垂
及交叉跨越，人工巡检无法做到厘米级精度。
2、 全自动进行危险地物（特别是树木、交叉跨越）检查、报警、并输出检
测结果统计列表。
3、 对杆塔位移/倾斜自动探测。
4、 线路走廊地形空间分析，地质灾害识别
5、 为沿线的植被管理、植被生长预测、制定植被砍伐计划提供依据。
6、 DEM可反映线路走廊地形的起伏状态，可以作为线路走廊滑坡分析、杆
塔倾斜探测的基础。
7、 线路的三维信息管理：通过机载激光雷达系统获取线路及其走廊的点云、
正射影像、地面模型、三维模型等多种数据可用于线路的全生命周期
信息化管理，了解每基杆塔的建成时间、历史巡检时间、历史故障、
故障检修时间。
与目前多处应用的倾斜摄影技术比较：（红色代表占优）
对比项目 倾斜摄影 三维激光雷达
设备与数据采集 测量手段 可见光 激光
数据采集效率 低（要求60～80%的航带重叠
率，需要重复飞）
高（需要10%左右的
航带重叠，单次飞行
即可）
采集方式 机载 机载
测量精度 较低 高
天气、时间要求 高（低能见度天气不可用）
低（大多数天气可
用，大雾、大霾，沙
暴天气除外）
数据处理 软件价格 高 较低
数据处理速度 慢 较快
颜色纹理 好 好（需结合相机
三维可视化效果 好 较好
行业应用 通道三维可视化 可视化效果好 可视化效果好（结
合相机）
电力线三维建模 不能或者难度极高 能精细化建模
“三跨”距离测量 不能或者精度低 精度高
净空区测量 不能 能
树障分析 精度低 精度高
总结 倾斜摄影技术在设备和三维可视化效果方面具有一定优势，但数据处理耗时长成本高，同时在电塔和电力线建模和测量精度方面具有劣势，在数据处理中需要大量人工介入才可以应用到电力设施精准三维建模和测量中 激光雷达在测量精
度和电力设施建模
中具有明显优势，
非常适合电力巡检
和“三跨”测量等
典型电网应用。激
光雷达设备价格也
越来越低，结合相
机也可获取高真实
感可视化效果
倾斜摄影和激光雷达在技术上具有很强的互补性，未来两种技术融合
应用是一个发展方向。