一种基于区域判断选择的三维电力线测量方法技术

本发明专利技术提供一种基于区域判断选择的三维电力线测量方法，提取各杆塔间的三相导线，包括采用以下步骤在相邻两个杆塔之间提取S相电力线，加载点云和影像位置信息；选取杆塔档距，通过区域判断分别取相邻两个杆塔的相应影像，通过三维连接点提取技术确定每个杆塔上S相挂线点的地理位置坐标；根据相邻两杆塔同一相上的挂线点的地理位置信息，拟合出S相电力线并在点云上加载显示，得到导线点云密集点；确定两杆塔之间电力线中间点，复查检测导线拟合的准确性，如果误差过大，通过拟合电力线进行调整。本发明专利技术方法在应用时，可以实现更高检测效率和更优的用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区域判断选择的三维电力线测量方法
本专利技术属于电力运输线路遥感检测领域，特别是涉及一种基于区域判断选择的三维电力线测量方法。
技术介绍
当前电力线检测涉及以下技术：1、基于倾斜摄影技术测量电力线随着计算机技术和数字影像处理技术的发展，数字摄影测量为建立三维可视化设计平台提供了可能。无人机倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，相对于正射影像，倾斜摄影能更加真实的反映现场三维环境，通过配套软件可直接利用成果影像进行高度、长度、面积、体积、角度、坡度等属性的量测，同时倾斜摄影对建筑物能批量贴纹理，有效的降低了三维建模的成本。倾斜摄影技术在特高压输电线路路径优化中的应用，为特高压输电线路设计中路径方案优选和优化排位提供直观、准确、丰富的三维数据源，为输电力线路设计提供决策依据。《电力勘测设计》，2002(4):30-33在当前基于倾斜摄影技术测量电力线解决方案中，选取三维空间中杆塔上的一点，按选取点的坐标寻找出若干张包含选取点的影像，并选四张显示在软件平台的子窗口上。用户在分别包含四张影像的子窗口中选择一个作为主要操作的子窗口，滑动鼠标到易于标记的影像上的点上，然后滚动鼠标滑轮，选取的主要的子窗口视图不发生变化，记录的高程信息改变，导致其他窗口中高程改变，从而其他窗口中的中心点在影像上的位置沿核线方向发生改变。在用户实际操作中，步骤略显繁琐，以及操作习惯不具有亲和性，用户体验普遍较差。由于此前提到的种种原因导致这种方法效率低下，不适合实际的生产。2、三维点提取技术三维连接点提取技术，是指在缩略图窗口中显示一列影像，点击影像缩略图，影像显示窗口中显示一张影像，在影像上标记一个点，记录这个点在影像上的像素坐标信息。当点击缩略图窗口中的另一张影像时，影像显示窗口显示另一张影像，并在这张影像上画出核线。根据用户判断，加上核线限制，标记出同名点。这样就可以确定照片上的点的地理坐标信息。因此，也需要依赖用户的人工判断。综上所述，目前本领域亟待更高效的自动化方案出现。
技术实现思路
针对现有的基于倾斜摄影技术解决方案的不易于操作性和连接点提取技术的用户亲和性，结合区域判断算法专利技术一种基于区域判断的快捷化、自动化、易操作的三维电力线提取方法。不仅为提高了导线提取效率，用户体验更好。其研究成果也为实际生产中的三维电力线提取发展提供支持。本专利技术提供的技术方案是一种基于区域判断选择的三维电力线测量方法，提取各杆塔间的三相导线，包括采用以下步骤在相邻两个杆塔之间提取S相电力线，S为A或B或C，步骤1，加载点云和影像位置信息；步骤2，选取杆塔档距，分别取相邻两个杆塔的相应影像，确定每个杆塔上S相挂线点的地理位置坐标；对相邻两个杆塔分别执行以下处理，步骤2.1，根据杆塔的GPS和影像的GPS信息，加载杆塔附近的一组照片；步骤2.2，将步骤2.1中加载的带地理位置信息的影像按相对于电力线的位置，通过区域判断实现左右分别选择一张影像；所述区域判断，是根据照片的GPS信息先筛选出拍摄到杆塔附近的照片，再筛选出完全拍摄到杆塔的照片；步骤2.3，在左边影像上标记该杆塔S相挂线点，并通过三维连接点提取技术在另一侧右侧的照片上画出核线，支持在右边影像标记同名点；步骤2.4，在步骤2.3所得结果基础上，得出该杆塔上S相挂线点的地理位置坐标；步骤3，根据相邻两杆塔同一相上的挂线点的地理位置信息，拟合出S相电力线并在点云上加载显示，得到导线点云密集点；步骤4，确定两杆塔之间电力线中间点，复查检测导线拟合的准确性，如果误差过大，通过拟合电力线进行调整。而且，进行相间导线复制，包括根据已提取出的S相导线的两端的挂点的GPS信息，再根据杆塔相间导线的挂点的间距，通过平移加上间距得出另外两相间的导线。而且，进行挂线点复用，当杆塔N1—N2的导线提取完成后，再提取杆塔N2-N3间的导线时，直接使用杆塔N2上的挂点坐标。而且，提取完所有杆塔间的三相导线后，进行点云的去噪处理。而且，进行点云的去噪处理后，支持选择相邻两杆塔之间点云的范围，利用K-D树改良算法查找树障，得到树障点的信息。而且，所述三维连接点提取技术实现如下，在左边影像上标记杆塔S相挂线点，将此点作为构成三维平面的一个基点，而另外的两个基点分别为左右两张影像的焦点，三个基点在三维空间构成一个平面，而因为右边影像中与S相挂点相同位置的点B具有一样的三维GPS坐标和像素值，所以这个三维的平面在切割左右两边的影像时一定会经过B点，使用一条直线来描述此三维平面的切割轨迹生成一条核线，通过这条核线在左右两张影像中标记出同名点。而且，步骤4中，拟合电力线采用悬链线解算方程实现。本专利技术提供的技术方案具有快捷、高效、自动化等特点，相对于目前在实际生产中应用的各种电力线提取和树障检测软件中，本专利技术方法在应用时，可以实现更高检测效率和更优的用户体验，包括：(1)左右缩略图选择影像；(2)根据左右视图对比选点；(3)鼠标直接根据绘制核线和导线的交点选点非滚轮操作；(4)相间导线复制功能；(5)上一导线挂点复制到下一导线挂点——挂点复用，提高速度。本专利技术具有重要的市场价值其研究成果也为实际生产中的三维电力线测量提供重要的理论指导和技术方法支持。附图说明图1是本专利技术实施例的流程图。图2是本专利技术实施例的杆塔照片初步筛选流程图。图3是本专利技术实施例的杆塔照片确定流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明本专利技术技术方案。高压导线有三相，一条导线在两个塔上有两个端点，这两个端点都是分别两个杆塔的A相点(或B,C)。参见图1，本专利技术实施例的基于区域判断的电力线提取方法，包括采用以下步骤在相邻两个杆塔之间提取某一相电力线，设需要提取A相电力线：步骤1，加载点云和影像位置信息；无人机航拍使用倾斜摄影技术获取电力杆塔导线的遥感影像数据，具体实施时可以在同一飞行平台上搭载多台传感器，采用双镜头相机。设备由双相机、控制板、移动站GPS和地面站CPS等组成。同时，从垂直、倾斜两个角度采集影像。垂直地面角度拍摄获取的是垂直向下的影像，称为正片，镜头向与地面成一定夹角拍摄获取的影像，称为斜片。其中前视相机可以最大限度地获取电力杆塔前后两个立面影像正片从而准确找出挂点位置；侧视相机可以全面的获取杆塔的斜片，更利于采集电力杆塔的侧面数据，正斜相机采取的正斜片影像也可以为本专利技术提出的左右视图对比选点提供可靠的影像依据。同时，该设备能够动态调整相机前视和侧视角度，以适应不同数据采集环境，通过来回多次巡线，获得完整的地面信息。本流程的输入为点云和影像，及影像位置信息。具体实施时，可以对无人机航拍回来的数据进行处理，再将其做空间三角测量处理，确定影像的内外方位元素和相机畸变参数。根据影像的内外方位元素和原始影像做密集匹配处理，生产出地表的三维点云文件。然后在工程中窗口中加载点云显示，并在工程中加载记录影像的GPS信息。步骤2，选取杆塔档距，分别取相邻两个杆塔的相应影像，确定每个杆塔上A相挂线点的地理位置坐标；具体实施时，一条电力运输线路的杆塔可以顺序编号，例如从1号杆塔到第100号杆塔。相邻杆塔一个为小号侧，一个为大号侧，例如小号侧为56号杆塔，大号侧为57号杆塔，可以根据影像的位置信息，选取并加载小号侧或大号侧的影像，分别进行处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区域判断选择的三维电力线测量方法，其特征在于：提取各杆塔间的三相导线，包括采用以下步骤在相邻两个杆塔之间提取S相电力线，S为A或B或C，步骤1，加载点云和影像位置信息；步骤2，选取杆塔档距，分别取相邻两个杆塔的相应影像，确定每个杆塔上S相挂线点的地理位置坐标；对相邻两个杆塔分别执行以下处理，步骤2.1，根据杆塔的GPS和影像的GPS信息，加载杆塔附近的一组照片；步骤2.2，将步骤2.1中加载的带地理位置信息的影像按相对于电力线的位置，通过区域判断实现左右分别选择一张影像；所述区域判断，是根据照片的GPS信息先筛选出拍摄到杆塔附近的照片，再筛选出完全拍摄到杆塔的照片；步骤2.3，在左边影像上标记该杆塔S相挂线点，并通过三维连接点提取技术在另一侧右侧的照片上画出核线，支持在右边影像标记同名点；步骤2.4，在步骤2.3所得结果基础上，得出该杆塔上S相挂线点的地理位置坐标；步骤3，根据相邻两杆塔同一相上的挂线点的地理位置信息，拟合出S相电力线并在点云上加载显示，得到导线点云密集点；步骤4，确定两杆塔之间电力线中间点，复查检测导线拟合的准确性，如果误差过大，通过拟合电力线进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种基于区域判断选择的三维电力线测量方法，其特征在于：提取各杆塔间的三相导线，包括采用以下步骤在相邻两个杆塔之间提取S相电力线，S为A或B或C，步骤1，加载点云和影像位置信息；步骤2，选取杆塔档距，分别取相邻两个杆塔的相应影像，确定每个杆塔上S相挂线点的地理位置坐标；对相邻两个杆塔分别执行以下处理，步骤2.1，根据杆塔的GPS和影像的GPS信息，加载杆塔附近的一组照片；步骤2.2，将步骤2.1中加载的带地理位置信息的影像按相对于电力线的位置，通过区域判断实现左右分别选择一张影像；所述区域判断，是根据照片的GPS信息先筛选出拍摄到杆塔附近的照片，再筛选出完全拍摄到杆塔的照片；步骤2.3，在左边影像上标记该杆塔S相挂线点，并通过三维连接点提取技术在另一侧右侧的照片上画出核线，支持在右边影像标记同名点；步骤2.4，在步骤2.3所得结果基础上，得出该杆塔上S相挂线点的地理位置坐标；步骤3，根据相邻两杆塔同一相上的挂线点的地理位置信息，拟合出S相电力线并在点云上加载显示，得到导线点云密集点；步骤4，确定两杆塔之间电力线中间点，复查检测导线拟合的准确性，如果误差过大，通过拟合电力线进行调整。2.根据权利要求1所述基于区域判断选择的三维电力线测量方法，其特征在于：进行相间导线复制，包括根据已提取出的S相导线的两端的挂点的GPS信息，再根据杆塔相间...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨成城，方华，江万寿，姬黎波，
申请(专利权)人：武汉汇卓航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42