基于 LiDAR 的无人机巡检架空电力线实时位姿与弧垂估计
机器人学
2025-06-27 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
无人机可以在架空电力线保持带电状态下进行巡检，从而显著简化巡检流程。然而，使用机载 LiDAR 传感器相对于所有导线对无人机进行定位存在几个挑战：（1）导线为 LiDAR 光束提供的表面极小，限制了单次扫描中的导线点数量；（2）并非所有导线都能被持续检测到；（3）难以将对应于导线的 LiDAR 点与树木和输电塔等其他物体区分开来。本文提出了一种估计方法，该方法通过最小化 LiDAR 测量值与代表整个导线阵列的单一几何模型之间的误差，而不是分别跟踪单根导线。使用电力线无人机巡检数据的实验结果表明，该方法实现了准确的跟踪，即使在存在部分观测、噪声和异常值的情况下，求解器每帧的收敛时间也在 50 ms 以内。敏感性分析表明，该估计方法最多可容忍两倍于有效导线测量值的异常点数。
引用
@article{arxiv.2506.20812,
title = {Model-Based Real-Time Pose and Sag Estimation of Overhead Power Lines Using LiDAR for Drone Inspection},
author = {Alexandre Girard and Steven A. Parkison and Philippe Hamelin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20812},
year = {2025}
}
备注
Submitted to IEEE case 2025