[發(fā)明專利]一種融合三維設(shè)計(jì)和激光點(diǎn)云的輸電線路模型生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110035261.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112836352B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?chǎng)H;張軍;王勇;羅云馨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)貴州電力設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06T17/00;G06F113/04
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 商小川

1.一種融合三維設(shè)計(jì)和激光點(diǎn)云的輸電線路模型生成方法，它包括：

步驟1、采集電網(wǎng)設(shè)備建模標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、模型樣例及電網(wǎng)輸電線路通用典型設(shè)計(jì)；

步驟2、根據(jù)采集的電網(wǎng)設(shè)備建模標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、模型樣例及電網(wǎng)輸電線路通用典型設(shè)計(jì)建立輸電線路桿塔、基礎(chǔ)、導(dǎo)地線、絕緣子、金具及附屬設(shè)施GIM模型，得到輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型；

步驟3、根據(jù)《輸變電工程三維設(shè)計(jì)建模規(guī)范》檢驗(yàn)生成的輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型，檢驗(yàn)合格后存入標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)；

步驟4、利用激光雷達(dá)技術(shù)采集輸電線路激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立輸電線路激光點(diǎn)云模型；

步驟5、基于特征點(diǎn)對(duì)輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型與激光點(diǎn)云模型進(jìn)行差異化對(duì)比，若判斷結(jié)果無(wú)差異，則將輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型與激光點(diǎn)云模型進(jìn)行融合；若判斷結(jié)果有差異，則先查出差異部分，并查找施工圖圖紙及施工現(xiàn)場(chǎng)資料，找出差異原因并修改相應(yīng)模型；步驟5所述基于特征點(diǎn)對(duì)輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型與激光點(diǎn)云模型進(jìn)行差異化對(duì)比，若判斷結(jié)果無(wú)差異，則將輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型與激光點(diǎn)云模型進(jìn)行融合；若判斷結(jié)果有差異，則先查出差異部分，并查找施工圖圖紙及施工現(xiàn)場(chǎng)資料，找出差異原因并修改相應(yīng)模型的方法，包括：

步驟5.1特征范圍定義，針對(duì)輸電線路的結(jié)構(gòu)及設(shè)備特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)有輸電設(shè)備及基礎(chǔ)的三維模型和二維設(shè)計(jì)資料進(jìn)行逆向建模所獲取的GIM模型以及航飛采集的激光點(diǎn)云生成模型，提取塔型、掛點(diǎn)、基礎(chǔ)特征、金具及絕緣子串和導(dǎo)地線特征；

S5.2基于球面投影的幾何外形特征提取對(duì)三維模型進(jìn)行球面投影，將模型的形狀信息映射至相應(yīng)的球面圖像；利用球面SIFT特征提取算法對(duì)球面圖像進(jìn)行局部顯著特征的提取，進(jìn)而用作原三維模型的外形表征；提取得到基于輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型的輸電線路幾何外形；

步驟5.3、基于關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)的空間位置特征提取得到激光點(diǎn)云模型的輸電線路空間位置的特征信息；

步驟5.4將點(diǎn)云數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)或設(shè)計(jì)圖紙生成的GIM進(jìn)行比較，若點(diǎn)云數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)或輔助類資料模型數(shù)據(jù)的差異滿足數(shù)據(jù)檢驗(yàn)要求，則說(shuō)明數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)，基于該點(diǎn)云融合GIM模型；若點(diǎn)云數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)模型、設(shè)計(jì)或GIM資料模型數(shù)據(jù)的差異不滿足要求，則說(shuō)明數(shù)據(jù)不符合要求，采用地面激光雷達(dá)進(jìn)行進(jìn)一步的點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集；

步驟6、融合輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型與激光點(diǎn)云模型，得到融合三維設(shè)計(jì)和激光點(diǎn)云的輸電線路模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融合三維設(shè)計(jì)和激光點(diǎn)云的輸電線路模型生成方法，其特征在于：步驟3所述檢驗(yàn)生成的輸電線路三維設(shè)計(jì)GIM模型的方法包括：

步驟3.1、檢驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⒎椒ㄊ欠穹辖Ｒ?guī)范的要求；

步驟3.2、檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯傩孕畔⑹欠穹辖Ｒ?guī)范模型參數(shù)信息表的要求；

步驟3.3、步驟3.1和步驟3.2均滿足要求，則檢驗(yàn)合格。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融合三維設(shè)計(jì)和激光點(diǎn)云的輸電線路模型生成方法，其特征在于：步驟4所述利用激光雷達(dá)技術(shù)采集輸電線路激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立輸電線路激光點(diǎn)云模型的方法包括：

步驟4.1、根據(jù)輸電線路的特點(diǎn)，制定無(wú)人機(jī)飛行技術(shù)路線，通過(guò)激光雷達(dá)對(duì)輸電線路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；

步驟4.2、待數(shù)據(jù)采集完成后，通過(guò)GNSS定位的位置信息和IMS采集的姿態(tài)信息解算出點(diǎn)云數(shù)據(jù)；通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立輸電線路激光點(diǎn)云模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融合三維設(shè)計(jì)和激光點(diǎn)云的輸電線路模型生成方法，其特征在于：步驟5.1所述特征范圍定義的具體方法包括：

步驟5.1.1、從塔型方面提取輸電塔特征，提取輸線路幾何外形特征進(jìn)行輸電線路幾何外形的匹配對(duì)比，輸電塔按照桿塔外形分為貓頭塔、酒杯塔、干字型塔、T型塔、羊角塔或鼓型塔，絕緣子串按外形分為I型串、V型串或U型串，絕緣子按材質(zhì)為陶瓷、玻璃或復(fù)合材料；

步驟5.1.2、從掛點(diǎn)、基礎(chǔ)特征方面提取輸電塔特征，進(jìn)行輸電塔空間位置信息的校核對(duì)比，包括掛點(diǎn)坐標(biāo)、輸電塔中心坐標(biāo)、塔腳坐標(biāo)和輸電塔架設(shè)方向。