[發(fā)明專利]基于布料模擬算法的電力線提取方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010645516.7
• 申請(qǐng)日: 2020-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN111859772A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王果;王松果
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/25
• 分類號(hào): G06F30/25;G06K9/00;G06K9/62;G06T5/00;G01R31/08;G01R31/54;G01R31/58;G01S17/89
• 代理公司: 鄭州芝麻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41173
• 代理人: 朱亞飛

1.基于布料模擬算法的電力線提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)獲取激光雷達(dá)的激光點(diǎn)云，提取其中的電力線點(diǎn)；

(2)設(shè)置布料網(wǎng)格尺寸，將布料粒子和激光雷達(dá)點(diǎn)云中的電力線點(diǎn)投影到同一平面中；在所述平面中，每個(gè)激光雷達(dá)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)布料粒子點(diǎn)；

(3)計(jì)算下布料粒子點(diǎn)在重力作用下和內(nèi)力作用的位移，得到位于設(shè)定高程范圍內(nèi)的電力線點(diǎn)；

(4)在平面坐標(biāo)系內(nèi)擬合直線，從設(shè)定高程范圍的電力線點(diǎn)中提取各電力線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于布料模擬算法的電力線提取方法，其特征在于，獲取激光雷達(dá)的激光點(diǎn)云之后，首先對(duì)其進(jìn)行濾波處理，然后識(shí)別其中的非地面點(diǎn)，最后從非地面點(diǎn)中識(shí)別電力線點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于布料模擬算法的電力線提取方法，其特征在于，在從非地面點(diǎn)中識(shí)別電力線點(diǎn)時(shí)，根據(jù)特征值判斷其中的植被點(diǎn)，根據(jù)電塔的形狀判斷電塔云點(diǎn)，排除其中的植被點(diǎn)和電塔云點(diǎn)，得到其中的電力線點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于布料模擬算法的電力線提取方法，其特征在于，計(jì)算重力作用下粒子位移的公式為：

其中，m是布料點(diǎn)的質(zhì)量，設(shè)其為常數(shù)1，Δt是時(shí)間步長(zhǎng)，G是常數(shù)，根據(jù)時(shí)間步長(zhǎng)和初始位置給定，則可以直接計(jì)算布料粒子點(diǎn)的當(dāng)前位置，X(t)為t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)的位置；

計(jì)算內(nèi)力作用下粒子位移的公式為：

其中，代表布料粒子點(diǎn)的位移矢量，b為布料粒子點(diǎn)可移動(dòng)性的標(biāo)識(shí)，當(dāng)布料粒子點(diǎn)可動(dòng)時(shí)為1，否則為0；和為兩個(gè)鄰近的布料粒子點(diǎn)的位置，為垂直方向上的標(biāo)準(zhǔn)向量，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于布料模擬算法的電力線提取方法，其特征在于，所述步驟(4)中，首先將設(shè)定高程范圍的電力線點(diǎn)擬合成直線方程，然后計(jì)算設(shè)定高程范圍內(nèi)電力線點(diǎn)到擬合直線的距離，將距離小于設(shè)定距離的電力線點(diǎn)刪除，并將擬合成的直線方程作為其中一條電力線的直線方程。

6.基于布料模擬算法的電力線提取系統(tǒng)，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有用于在所述處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序；其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如下基于布料模擬算法的電力線提取方法：

(1)獲取激光雷達(dá)的激光點(diǎn)云，提取其中的電力線點(diǎn)；

(2)設(shè)置布料網(wǎng)格尺寸，將布料粒子和激光雷達(dá)點(diǎn)云中的電力線點(diǎn)投影到同一平面中；在所述平面中，每個(gè)激光雷達(dá)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)布料粒子點(diǎn)；

(3)計(jì)算下布料粒子點(diǎn)在重力作用下和內(nèi)力作用的位移，得到位于設(shè)定高程范圍內(nèi)的電力線點(diǎn)；

(4)在平面坐標(biāo)系內(nèi)擬合直線，從設(shè)定高程范圍的電力線點(diǎn)中提取各電力線。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于布料模擬算法的電力線提取系統(tǒng)，其特征在于，獲取激光雷達(dá)的激光點(diǎn)云之后，首先對(duì)其進(jìn)行濾波處理，然后識(shí)別其中的非地面點(diǎn)，最后從非地面點(diǎn)中識(shí)別電力線點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于布料模擬算法的電力線提取系統(tǒng)，其特征在于，在從非地面點(diǎn)中識(shí)別電力線點(diǎn)時(shí)，根據(jù)特征值判斷其中的植被點(diǎn)，根據(jù)電塔的形狀判斷電塔云點(diǎn)，排除其中的植被點(diǎn)和電塔云點(diǎn)，得到其中的電力線點(diǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于布料模擬算法的電力線提取系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)算重力作用下粒子位移的公式為：

其中，m是布料點(diǎn)的質(zhì)量，設(shè)其為常數(shù)1，Δt是時(shí)間步長(zhǎng)，G是常數(shù)，根據(jù)時(shí)間步長(zhǎng)和初始位置給定，則可以直接計(jì)算布料粒子點(diǎn)的當(dāng)前位置，X(t)為t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)的位置；

計(jì)算內(nèi)力作用下粒子位移的公式為：

其中，代表布料粒子點(diǎn)的位移矢量，b為布料粒子點(diǎn)可移動(dòng)性的標(biāo)識(shí)，當(dāng)布料粒子點(diǎn)可動(dòng)時(shí)為1，否則為0；和為兩個(gè)鄰近的布料粒子點(diǎn)的位置，為垂直方向上的標(biāo)準(zhǔn)向量，

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于布料模擬算法的電力線提取系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟(4)中，首先將設(shè)定高程范圍的電力線點(diǎn)擬合成直線方程，然后計(jì)算設(shè)定高程范圍內(nèi)電力線點(diǎn)到擬合直線的距離，將距離小于設(shè)定距離的電力線點(diǎn)刪除，并將擬合成的直線方程作為其中一條電力線的直線方程。