[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?zhí)枺?/td> | 202010645516.7 | 申請日： | 2020-07-07 |
| 公開（公告）號： | CN111859772A | 公開（公告）日： | 2020-10-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王果;王松果 | 申請（專利權(quán)）人： | 河南工程學(xué)院 |
| 主分類號： | G06F30/25 | 分類號： | G06F30/25;G06K9/00;G06K9/62;G06T5/00;G01R31/08;G01R31/54;G01R31/58;G01S17/89 |
| 代理公司： | 鄭州芝麻知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41173 | 代理人： | 朱亞飛 |
| 地址： | 450000 河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 布料 模擬 算法 電力線 提取 方法 系統(tǒng) | ||
本發(fā)明提供一種基于布料模擬算法的電力線提取方法和系統(tǒng)，提取方法包括如下步驟：獲取激光雷達的激光點云，提取其中的電力線點；設(shè)置布料網(wǎng)格尺寸，將布料粒子和激光雷達點云中的電力線點投影到同一平面中；在所述平面中，每個激光雷達點對應(yīng)一個布料粒子點；計算下布料粒子點在重力作用下和內(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；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中提取各電力線。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中對電力線檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電力線提取的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于布料模擬算法的電力線提取方法 和系統(tǒng)。
背景技術(shù)
為了保證供配電系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，需要對其供電線路進行巡檢，以觀察供電 線路是否出現(xiàn)斷線或者電力線是否被盜。對電力線的巡檢方法包括人工巡檢法和智能巡檢法， 人工巡檢法是由巡檢人員沿著電力線進行巡檢，這種方法不僅成本高、效率低，而且受到地 形的限制，很多區(qū)域的電力線無法被人工巡檢。
智能巡檢法是借助無人機或激光雷達進行巡檢，即通過無人機或激光雷達獲取電力線的 圖像，然后借助圖像識別算法從圖像中識別出電力線，判斷其是否存在異常，從而實現(xiàn)對電 力線的巡檢。
目前識別圖像中電力線的方法有兩種：
第一種是采用二維投影方法進行電力線識別，以及曲線方程擬合進行線模型構(gòu)建。這種 方法存在投影重疊線路漏檢，曲線擬合貼合不完全等問題，如基于二維圖像Hough變換進行 檢測，對獲取的電力線點采用二維霍夫變換和最小二乘擬合的方法計算電力線在XOY投影 面內(nèi)的中心線方程，根據(jù)中心線方程求取每條電力線上的激光點。這類方法操作簡單，但無 法檢測出垂直排列的多根電力線，此外將三維點云退化為柵格處理會丟失必要的信息，對電 力線識別的精度較低，造成對電力線檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
第二種基于三維點云數(shù)據(jù)進行電力線識別，通過確定電塔位置、電塔數(shù)量、線路軌跡、 總檔數(shù)等信息將線路分檔，確定每一檔的二維空間范圍和相應(yīng)的電力線激光雷達點云，并分 別對每一檔的電力線激光雷達點云進行中心化投影和聚類將每一個電力線激光雷達點劃分到 相應(yīng)的根，該類方法易受數(shù)據(jù)量和地形因素影響，且針對單檔電力線提取，需要設(shè)置分檔或 分段參數(shù)，沒有考慮電力線的整體提取，造成對電力線檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
總上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對電力線識別的方法，都存在檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于布料模擬算法的電力線提取方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù) 中對電力線檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
基于布料模擬算法的電力線提取方法，包括如下步驟：
(1)獲取激光雷達的激光點云，提取其中的電力線點；
(2)設(shè)置布料網(wǎng)格尺寸，將布料粒子和激光雷達點云中的電力線點投影到同一平面中； 在所述平面中，每個激光雷達點對應(yīng)一個布料粒子點；
(3)計算下布料粒子點在重力作用下和內(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；
(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中提取各電力線。
進一步的，獲取激光雷達的激光點云之后，首先對其進行濾波處理，然后識別其中的非 地面點，最后從非地面點中識別電力線點。
進一步的，在從非地面點中識別電力線點時，根據(jù)特征值判斷其中的植被點，根據(jù)電塔 的形狀判斷電塔云點，排除其中的植被點和電塔云點，得到其中的電力線點。
進一步的，計算重力作用下粒子位移的公式為：
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