[發明專利]激光雷達電力線點云數據的擬合方法

有效

• 申請號: 201310750077.6
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103714166B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 杜勇;涂明;李柏松;覃紹先
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司檢修公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 潘杰,李滿

技術領域

本發明涉及電力線點云數據三維重建研究技術領域，具體地指一種激光雷達電力線點云數據的擬合方法。?

背景技術

高壓輸電線路是國家的重要基礎設施，輸電線路故障會給人們的日常生產生活和國家經濟帶來巨大的影響，所以對電力線的管理和監測十分重要。機載激光雷達電力巡線高效快速可以克服傳統的工程測量電力巡線工作量大、危險性高、效率低下以及直升機電力巡線空間定位精度低的缺點。近年來，機載LiDAR（激光雷達）數據越來越多地被用于目標的三維重建，但這些應用大多局限于城市地區（房屋和道路）和自然特征（樹木和森林）的三維重建，用激光雷達數據進行走廊狀目標如電力線三維重建的研究并不多。?

目前，基于激光雷達數據進行電力設施提取和建模的研究技術尚不成熟，主要存在人工干預較多，擬合精度不高，擬合的模型缺乏連續性，存在扭曲變形等情況。?

發明內容

本發明的目的就是要提供一種擬合精度高、擬合模型連續性好的激光雷達電力線點云數據的擬合方法?

為實現此目的，本發明所設計的在激光雷達電力線點云數據的擬合方法，其特征在于：它包括如下步驟：?

步驟1、基于電力線點云數據坡度限制和電力線線性特征進行聚類分析，從而將每根電力線的點云數據逐條提取出來；?

步驟2、將一根電力線投影到二維平面，確定該電力線在二維平?面上的走向；?

步驟3、根據步驟2中所述電力線在二維平面上的走向，得到該電力線點云數據的初始端點，根據該電力線二維平面走向以及該電力線點云數據的初始端點解算得到位于該電力線中心走向線上的精確起始端點；?

步驟4、由步驟2和步驟3獲取的電力線在二維平面上的走向和該電力線中心走向線上的精確起始端點，確定經過上述精確起始端點且垂直于該電力線在二維平面上的走向的豎直平面，計算步驟1中獲得的該電力線的點云數據到上述豎直平面的垂直距離作為橫坐標軸參數，以該電力線的絕對高程作為縱坐標軸參數，確定電力線擬合的豎直平面坐標系；?

步驟5，采用基于多項式限制的最小二乘法對該電力線點云數據進行擬合，得到該電力線擬合公式y＝Ax²+Bx+C中的A值、B值和C值，從而得到該電力線的擬合模型；?

其中，A=-γ2σC,B=2γσC,C=-a2γ2σC+b,]]>所述σ_C表示該電力線在弧垂的最低點處的切向應力，γ表示該電力線的比荷，參數a表示該電力線在二維平面上任意一點橫坐標，b為與所述參數a相對應的縱坐標值，所述x為步驟4中確定的橫坐標軸參數，y為步驟4中確定的縱坐標軸參數。?

步驟6：重復步驟2～5得到所有電力線的擬合模型。?

所述步驟2中，通過計算該電力線任意兩點所確定的直線在二維平面的該電力線寬度范圍內的總點云數據對該電力線點云數據進行統計分析，當點云數據達到最大時，這兩點所確定的直線即為該電力線中心的走向線。?