[發明專利]一種基于無人機激光點云的電塔自動定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201610961822.5
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN106526610B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 錢金菊;王柯;彭向陽;易琳;許志海;張峰
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊炳財;屈慧麗

1.一種基于無人機激光點云的電塔自動定位方法，其特征在于，包括：

對無人機獲取到的點云區域進行柵格化，并在每一個柵格范圍內分別統計高程最高點獲得最高高程圖、統計高程最低點獲得最低高程圖，統計點密度獲得密度特征圖，并計算獲得高差分布特征圖和坡度分布特征圖；

根據所述高差分布特征圖和所述坡度分布特征圖提取電力線種子點，形成種子區域并對種子區域進行形態學閉操作獲得掩膜區域；

采用迭代的局部高密度點定位方法根據密度特征圖對掩膜區域進行計算，輸出電塔定位區域圖；

所述采用迭代的局部高密度點定位方法根據密度特征圖對掩膜區域進行計算，輸出電塔定位區域圖具體包括：

S1、根據密度特征圖定位掩膜區域內的密度最高點；

S2、從掩膜區域中減去以密度最高點為圓心、以預設的電塔寬度為直徑的圓形區域或減去以密度最高點為中心，以預設的電塔寬度為邊長的方形區域，記錄迭代次數加一，判斷迭代次數是否達到預設的目標迭代次數，若否，則返回步驟S1。

2.根據權利要求1所述的電塔自動定位方法，其特征在于，所述對無人機獲取到的點云區域進行柵格化，并在每一個柵格范圍內分別統計高程最高點獲得最高高程圖、統計高程最低點獲得最低高程圖，統計點密度獲得密度特征圖，并計算獲得高差分布特征圖和坡度分布特征圖具體包括：

對無人機獲取到的點云區域按預設的像素寬度劃分格網，并依次遍歷每個點云，計算點云所屬格網位置；

在每一個柵格范圍內統計高程最高點獲得最高高程圖，在每一個柵格范圍內統計高程最低點獲得最低高程圖，在每一個柵格范圍內統計點密度獲得密度特征圖；

根據最高高程圖和最低高程圖通過每一柵格內的最高高程值減去最低高程值的差計算得到高差分布特征圖；根據最高高程圖采用三階反距離平方權差分法計算得到坡度分布特征圖。

3.根據權利要求1所述的電塔自動定位方法，其特征在于，所述根據高差分布特圖和坡度分布特征圖提取種子點，形成種子區域并對種子區域進行形態學閉操作獲得掩膜區域具體包括：

根據高差分布特征圖和坡度分布特征圖上的高差特征和坡度分布特征，計算并提取高于預設高差閾值和高于預設坡度閾值的圖像點作為種子點，形成種子區域；

對種子區域進行形態學閉操作，連接零散的種子區域，獲取覆蓋整個電力走廊區域的掩膜區域。

4.根據權利要求1所述的電塔自動定位方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：

通過中值濾波器對密度特征圖進行濾波處理；

根據濾波處理后的密度特征圖定位掩膜區域內的密度最高點。

5.一種基于無人機激光點云的電塔自動定位裝置，基于如權利要求1至4任一項所述的基于無人機激光點云的電塔自動定位方法進行定位，其特征在于，包括：

特征圖模塊，用于對無人機獲取到的點云區域進行柵格化，并在每一個柵格范圍內分別統計高程最高點獲得最高高程圖、統計高程最低點獲得最低高程圖，統計點密度獲得密度特征圖，并計算獲得高差分布特征圖和坡度分布特征圖；

掩膜模塊，用于根據所述高差分布特征圖和所述坡度分布特征圖提取電力線種子點，形成種子區域并對種子區域進行形態學閉操作獲得掩膜區域；

迭代模塊，用于采用迭代的局部高密度點定位方法根據密度特征圖對掩膜區域進行計算，輸出電塔定位區域圖；

所述迭代模塊具體包括：

定點單元，用于根據密度特征圖定位掩膜區域內的密度最高點；

區域減少單元，用于從掩膜區域中減去以密度最高點為圓心、以預設的電塔寬度為直徑的圓形區域或減去以密度最高點為中心，以預設的電塔寬度為邊長的方形區域；

判斷單元，用于記錄迭代次數加一，判斷迭代次數是否達到預設的目標迭代次數，若否，返回定點單元。