[發(fā)明專利]一種用于電力線纜識(shí)別和重建的點(diǎn)云處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210238908.0
• 申請(qǐng)日: 2022-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN114821571A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王河生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津四維向量科技有限公司
• 主分類號(hào): G06V20/64
• 分類號(hào): G06V20/64;G06V10/80;G06V10/30;G06K9/62;G06F17/18
• 代理公司: 安徽順超知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 連慧

本發(fā)明涉及電纜識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于電力線纜識(shí)別和重建的點(diǎn)云處理方法，包括：讀取點(diǎn)云數(shù)據(jù)：讀取深度相機(jī)、激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和雙目相機(jī)的三維坐標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；累計(jì)多幀點(diǎn)云：對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行多幀累計(jì)，以減小點(diǎn)云缺失和稀疏對(duì)最終處理結(jié)果的影響；作業(yè)指令：發(fā)布對(duì)具體線纜進(jìn)行操作的作業(yè)命令；裁剪點(diǎn)云：對(duì)場(chǎng)景裁剪，從場(chǎng)景中裁剪出待作業(yè)的線纜以及其周圍的小范圍區(qū)域。本發(fā)明在帶電作業(yè)領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異，相比于其他領(lǐng)域的或具有一定通用性的點(diǎn)云處理方法，本方法對(duì)線纜識(shí)別的精度更高，且經(jīng)測(cè)試后準(zhǔn)確率可穩(wěn)定保持在90％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電纜識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于電力線纜識(shí)別和重建的點(diǎn)云處理方法。

背景技術(shù)

隨著高精度傳感器的逐漸出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的日益成熟，3D場(chǎng)景建模、識(shí)別以及重建技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如自動(dòng)駕駛、地形測(cè)繪、路徑規(guī)劃等等。無(wú)獨(dú)有偶，在帶電作業(yè)領(lǐng)域，該技術(shù)也是新起之秀。由于帶電作業(yè)的高危險(xiǎn)性，現(xiàn)在的帶電作業(yè)大多依靠機(jī)器人實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人對(duì)作業(yè)線纜的識(shí)別主要依靠于傳感器，傳統(tǒng)的雙目視覺傳感器雖然精度高，但其受光照影響較大，因此在室外需要激光雷達(dá)等傳感器來(lái)克服這一缺點(diǎn)，而對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理即是該過(guò)程中不可或缺的步驟。

目前常見的點(diǎn)云處理流程大多只針對(duì)于上述特定的技術(shù)領(lǐng)域，而帶電作業(yè)領(lǐng)域有著一些其他領(lǐng)域不會(huì)涉及的問(wèn)題，例如：在室外強(qiáng)光、逆光情況下，電力線纜點(diǎn)云數(shù)據(jù)稀疏、缺失嚴(yán)重，且會(huì)有嚴(yán)重的噪聲；電力線纜黑色絕緣皮部分呈現(xiàn)低反射率特性，導(dǎo)致雷達(dá)回波信號(hào)微弱；線纜裸露金屬部分在陽(yáng)光照射下，呈現(xiàn)高亮的光學(xué)特性，導(dǎo)致基于可見光技術(shù)的雙目相機(jī)失效，只能依靠雷達(dá)，但在強(qiáng)光逆光環(huán)境下，雷達(dá)發(fā)射的激光信號(hào)受強(qiáng)光干擾嚴(yán)重，采集的點(diǎn)云或者缺失，或者噪聲嚴(yán)重，給線纜識(shí)別帶來(lái)困難。因此，其他領(lǐng)域的點(diǎn)云處理方法或有一定通用性的點(diǎn)云處理方法在帶電作業(yè)領(lǐng)域的適用性均較差，而如何解決以上問(wèn)題，正是所述一種用于電力線纜識(shí)別和重建的點(diǎn)云處理方法所要解決的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于電力線纜識(shí)別和重建的點(diǎn)云處理方法，解決背景技術(shù)中所提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于電力線纜識(shí)別和重建的點(diǎn)云處理方法，包括：

讀取點(diǎn)云數(shù)據(jù)：讀取深度相機(jī)、激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和雙目相機(jī)的三維坐標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

累計(jì)多幀點(diǎn)云：對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行多幀累計(jì)，以減小點(diǎn)云缺失和稀疏對(duì)最終處理結(jié)果的影響；

作業(yè)指令：發(fā)布對(duì)具體線纜進(jìn)行操作的作業(yè)命令；

裁剪點(diǎn)云：對(duì)場(chǎng)景裁剪，從場(chǎng)景中裁剪出待作業(yè)的線纜以及其周圍的小范圍區(qū)域；

點(diǎn)云降采樣：將繁多的(密集)點(diǎn)云數(shù)據(jù)體素格網(wǎng)化，以對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行初步濾波，降低數(shù)據(jù)量，提高算法處理速度；

點(diǎn)云聚類、分割：將線纜與周圍散亂的噪聲分割開來(lái)；

點(diǎn)云濾波：去除孤立點(diǎn)，對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行進(jìn)一步的濾波處理；

點(diǎn)云顏色濾波：結(jié)合線纜點(diǎn)云紋理和顏色特征，對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行最后一步的濾波；

點(diǎn)云擬合：對(duì)濾波后的點(diǎn)進(jìn)行直線或曲線擬合，并得到線纜點(diǎn)云的重建后的點(diǎn)坐標(biāo)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，點(diǎn)云降采樣的具體步驟為：

步驟1.1：搜索所有點(diǎn)云的坐標(biāo)，找出X、Y、Z方向的最大值，并以此建立囊括所有點(diǎn)云的大立方體體素柵格；

步驟1.2：判斷，若大立方體柵格的邊長(zhǎng)大于預(yù)設(shè)邊長(zhǎng)，則延X、Y、Z方向劃分若干小體素柵格,直至所有的體素柵格邊長(zhǎng)均小于等于預(yù)設(shè)邊長(zhǎng)；

步驟1.3：當(dāng)所有體素柵格的邊長(zhǎng)均小于等于預(yù)設(shè)邊長(zhǎng)時(shí)，計(jì)算每個(gè)體素柵格的重心，最終得到該體素柵格的重心坐標(biāo)；