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激光雷达三维成像技术首次在国内用于输电线路运维工作

2016-08-16 14:28
Minor昔年
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  河南省电力公司检修公司在500千伏线开展无人机直升机专项巡检,首次将激光雷达三维成像技术应用于河南省输电线路巡检工作中。

  此次巡检距离达10公里,为了规范作业流程,检修公司作业前向北方战区郑州飞行管制分区进行了空域申报。本次试飞使用的机型是飞龙35型无人直升机,具有双发并列双旋翼无人直升特点,巡航速度每小时24至54千米,作业续航时间约1小时。激光雷达三维成像系统是快速获取大幅面地形数据的有效手段,在地形勘测方面有其独特优势,通过激光点云的深层运用,用于计算输电线路杆塔的倾斜、位移、导线弧垂、交叉跨越、净空距离测量等,测量精度可达到厘米级。该技术可广泛应用于输电线路新线路验收、带电作业现场勘察等工作。

  下一步,该公司将继续完善无人机激光雷达三维成像技术,使其广泛应用于输电线路运维工作,确保河南省电网可靠运行。

  据报道,从中国科学院光电技术研究所刘博研究员课题组了解到,日前该课题组在面阵三维成像激光雷达研究方面取得突破,首次提出了基于双偏振调制技术和自适应距离选通相结合的三维成像方法,相关研究成果发表于《IEEE光电技术快报》和国际应用光学顶级期刊《应用光学》等,并且已经申请发明专利。

  不久的将来,在我国激光雷达的“眼”里,远处正在高速运动的物体将不再是一个二维的平面图像,而是以有纵深的三维形态呈现。

  “如果把激光雷达对物体成像比作盲人摸象,”刘博比喻说,“传统的单点扫描激光雷达就像用一个手指头去触碰物体,要触碰很多次才能对物体有一个整体的印象;而面阵三维成像激光雷达就好像一个巨型的手掌,可以快速感知物体。”

  据悉,目前业界研究中的面阵三维成像激光雷达,即“巨型手掌”,有多种技术路线,大多采用APD阵列探测器,受器件的限制,不仅分辨率低,而且数据处理流程复杂,与此同时国外比较先进的探测器件还对我国禁运。

  了解到,刘博研究员课题组的新方法,采用高灵敏度的电子倍增电荷耦合器件作为面阵探测器,利用双通道高速电光偏振调制技术,结合自适应距离选通实现三维成像,突破了传统扫描成像激光雷达无法对远距离动态目标成像的限制,同时也克服了采用APD阵列探测器成像分辨率低的缺点。

  刘博介绍说,该方法通过偏振调制分光技术将回波光束一分为二,同时进行成像,这样仅发射一次激光脉冲即可完成距离的反演重构并获得一帧三维图像,具备“闪光”三维成像的能力,能够满足对高动态目标的形态识别和三维形态特征分析的需求。

  “未来这种雷达在空间应用上,比如空间距离感知和三维形态测量,或者是无人驾驶上,都可以大有作为。”刘博表示,目前还处在原理样机的阶段,整个系统的体积比较大,下一步将着力进行系统的性能完善和小型化。

 

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