[發明專利]基于改進K-鄰域算法的配網電力線點云提取方法及系統

有效

• 申請號: 202110598501.4
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113408544B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 居一峰;王慶功;高弋淞;陳蔚卓;蔣卿;吳毓鋒;陳俊安;王吉;賴葉茗;楊帥;莊貴和;黃煜博;魏千翔
• 申請（專利權）人: 海南電網有限責任公司海口供電局
• 主分類號: G06V10/46
• 分類號: G06V10/46;G06V10/764;G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

1.一種基于改進K-鄰域算法的配網電力線點云提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、獲取目標電力線點云數據，在目標電力線可辨識部位選擇一個點作為起算點，所述目標電力線為高度低于預設閾值的低矮配網線路或低電壓輸電線路，所述目標電力線可辨識部位指目標電力線點云數據中可肉眼辨識為目標電力線的部位；

S2、由起算點出發向不同方向進行K鄰域搜索，判斷鄰域中的點是否滿足預設條件，將滿足預設條件的點存儲到對應的電力線點集中；

S3、重復執行步驟S2，直至鄰域范圍內的無法找到滿足預設條件的點，完成電力線點云提取并輸出電力線點集；

所述步驟S2中，由起算點出發向不同方向進行K鄰域搜索，判斷鄰域中的點是否滿足預設條件，具體包括以下步驟：

S201、設目標電力線的點集為L，被排除的點集為M，將起算點P₀加入點集L；

S202、基于起算點P₀進行K鄰域搜索，搜尋鄰域中距離點集L中任一點P_L最近的點P_i，P_i不屬于點集L和點集M，記錄點號i，計算P_i和P_L的距離d_min，d_min的表達式如下：

其中，dx＝x_i-x_L，dy＝y_i-y_L，dz＝z_i-z_L；

S203、基于d_min判斷點P_i是否滿足預設條件；

所述預設條件包括第一預設條件，所述第一預設條件為：判斷d_min是否小于預設閾值K，預設閾值K為點云中相鄰點最大間距；

所述預設條件還包括第二預設條件，所述第二預設條件為：判斷dz是否小于預設閾值dz_max，dz_max的值為單根電力線相鄰點的最大高差設置；

所述預設 條件還包括第三預設條件，所述第三預設條件為：判斷點集L中的點數量是否大于2，若大于2則將P_i臨時加入點集L，計算點集L的水平方向投影的最小外接矩形，記為Rec，求Rec的短邊長為S，判斷S是否小于S_max；

所述預設 條件還包括第四預設條件，所述第四預設條件為：查找所有與P_i點距離小于K的點，計屬于點集L的點個數為a，計不屬于點集L的點個數為b，判斷b-a的值是否小于n_max，n_max為數據處理人員預先設置的閾值；

若滿足d_min小于預設閾值K、dz小于預設閾值dz_max、S小于S_max和b-a的值小于n_max，則將P_i加入相應的電力線點集，否則將P_i加入點集M。

2.一種基于改進K-鄰域算法的配網電力線點云提取系統，其特征在于，所述系統包括：

起算點選擇模塊，用于獲取目標電力線點云數據，在目標電力線可辨識部位選擇一個點作為起算點，所述目標電力線為高度低于預設閾值的低矮配網線路或低電壓輸電線路，所述目標電力線可辨識部位指目標電力線點云數據中可肉眼辨識為目標電力線的部位；

搜索模塊，用于由起算點出發向不同方向進行K鄰域搜索，判斷鄰域中的點是否滿足預設條件，將滿足預設條件的點存儲到對應的電力線點集中,具體包括以下步驟：

設目標電力線的點集為L，被排除的點集為M，將起算點P₀加入點集L；

基于起算點P₀進行K鄰域搜索，搜尋鄰域中距離點集L中任一點P_L最近的點P_i，P_i不屬于點集L和點集M，記錄點號i，計算P_i和P_L的距離d_min，d_min的表達式如下：

其中，dx＝x_i-x_L，dy＝y_i-y_L，dz＝z_i-z_L；

基于d_min判斷點P_i是否滿足預設條件；

所述預設條件包括第一預設條件，所述第一預設條件為：判斷d_min是否小于預設閾值K，預設閾值K為點云中相鄰點最大間距；

所述預設條件還包括第二預設條件，所述第二預設條件為：判斷dz是否小于預設閾值dz_max，dz_max的值為單根電力線相鄰點的最大高差設置；

所述預設 條件還包括第三預設條件，所述第三預設條件為：判斷點集L中的點數量是否大于2，若大于2則將P_i臨時加入點集L，計算點集L的水平方向投影的最小外接矩形，記為Rec，求Rec的短邊長為S，判斷S是否小于S_max；

所述預設 條件還包括第四預設條件，所述第四預設條件為：查找所有與P_i點距離小于K的點，計屬于點集L的點個數為a，計不屬于點集L的點個數為b，判斷b-a的值是否小于n_max，n_max為數據處理人員預先設置的閾值；

若滿足d_min小于預設閾值K、dz小于預設閾值dz_max、S小于S_max和b-a的值小于n_max，則將P_i加入相應的電力線點集，否則將P_i加入點集M；

輸出模塊，用于重復調用搜索模塊，直至鄰域范圍內的無法找到滿足預設條件的點，完成電力線點云提取并輸出電力線點集。