[發明專利]一種基于點云數據的輸電線路桿塔形變4D觀測方法

有效

• 申請號: 202011292061.1
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112381944B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 沈小軍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06T19/20;G06T7/33
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 丁云

本發明涉及一種基于點云數據的輸電線路桿塔形變4D觀測方法，該方法包括如下步驟：S1、采集輸電線路桿塔在時間維度上的三維點云數據；S2、選取輸電線路桿塔上的用于點云配準的配準區域；S3、將配準區域點云作為公共特征點，對不同時間點采集的三維點云數據進行配準；S4、對配準后的三維點云數據進行全域比對，獲取不同時間點下三維點云數據的三維偏移向量，所述的三維偏移向量表征不同時間點下輸電線路桿塔的形變；S5、將不同時間點下三維點云數據的三維偏移向量采用色彩誤差圖展示，實現輸電線路桿塔形變4D觀測。與現有技術相比，本發明實現了輸電線路桿塔形變的有效觀測，觀測效果好。

技術領域

本發明涉及一種輸電線路桿塔形變觀測方法，尤其是涉及一種基于點云數據的輸電線路桿塔形變4D觀測方法。

背景技術

近年來，隨著電網建設的不斷加強，輸電線路桿塔得到了前所未有的發展，在電網建設中，架空輸電線路的桿塔結構作為架空高壓輸電線路重要組成部分，其幾何結構的狀況好壞直接影響輸電線路的可靠性。輸電線路桿塔分布廣袤，地質條件復雜，受各類地質、氣候災害影響較大，例如冬季常見的冰災會導致嚴重的倒塔事故，給整個電網帶來極大的損失。傳統的輸電線路桿塔變形觀測以幾何水準線或光學幾何觀測為主，對輸電線路桿塔的變形數據采集直觀性不強，難以描述整體的三維變化信息。傳統監測方法是定期的單點觀測，對多期觀測的輸電線路桿塔傾斜數據進行對比分析，完成對輸電線路桿塔安全性的確定，但是此種方法采樣點數量十分有限，通過采樣點計算的數據為二維度量數據，難以描述三維空間的形變。三維激光掃描技術憑借其獨特的數據獲取方式，方便、快速、全面地獲取輸電線路桿塔的三維數據，精度均勻、密度高，可以很明顯地反映出幾何結構的變化，便于整體從形態上分析和評價變形，是一種全新的三維測量方式，將這樣的三維整體比對稱之為三維全域比對。通過采集不同時間點下同一被測物數據，并將其配準后對比，尋找幾何形態的變化量，這樣的觀測在三維測量上增加了時間的維度，即為4D測量，在輸電線路桿塔變形監測方面具有廣闊的應用前景，如何基于三維點云數據獲取輸電線路桿塔幾何形態的變化并進行展示成為本領域研究的重點，也是本發明解決的主要技術問題。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于點云數據的輸電線路桿塔形變4D觀測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于點云數據的輸電線路桿塔形變4D觀測方法，該方法包括如下步驟：

S1、采集輸電線路桿塔在時間維度上的三維點云數據；

S2、選取輸電線路桿塔上的用于點云配準的配準區域；

S3、將配準區域點云作為公共特征點，對不同時間點采集的三維點云數據進行配準；

S4、對配準后的三維點云數據進行全域比對，獲取不同時間點下三維點云數據的三維偏移向量，所述的三維偏移向量表征不同時間點下輸電線路桿塔的形變；

S5、將不同時間點下三維點云數據的三維偏移向量采用色彩誤差圖展示，實現輸電線路桿塔形變4D觀測。

優選地，步驟S2中選取輸電線路桿塔的塔身本體根部主材作為配準區域。

優選地，步驟S3中配準前包括對配準區域的形變量測量，若配準區域的形變量小于設定閾值則進行配準，否則停止配準。

優選地，步驟S4中進行全域比對是將兩個時間點下配準后的三維點云數據兩兩進行比對，包括前序時間三維點云數據和后序時間三維點云數據。

優選地，步驟S4進行全域比對獲取三維偏移量的具體方式為：

S41、將三維點云數據的三維空間劃分為若干子空間；