【技术实现步骤摘要】
一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法
本专利技术涉及电力设备监测
，特别涉及一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法。
技术介绍
随着机载激光LiDAR技术在电网运维应用的不断深化，电网已经形成周期性激光巡检的工作模式，铁塔点云数据也成为电网运维的常备数据。同时机载激光LiDAR技术具有作业便捷、测量精度高的特点，成为一种更为安全、便捷、经济的输电线路铁塔倾斜检测新手段。现有的利用LiDAR点云数据进行铁塔倾斜检测的方法，大致存在两种方面问题，1)无法自动提取出具有对称结构的塔身部分，过滤高低腿、塔头等非对称结构对铁塔倾斜估计的影响；2)塔身中轴点提取方法缺乏必要的检核条件，在塔身点云存在噪点、缺点情况适应性较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术考虑到铁塔塔身各层在水准面上投影成标准矩形的结构特征，目的是提出一种基于分层最小外接矩形与抗差估计的LiDAR点云输电线路铁塔倾斜检测方法，确定铁塔塔身各层点云最小外接矩形的中心点作为中轴点，通过多层中轴点进行空间直线...
【技术保护点】
1.一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤S1：铁塔点云分层：提取铁塔点云最低点高程值h
【技术特征摘要】
1.一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：铁塔点云分层：提取铁塔点云最低点高程值hmin，按步长k沿高程方向将铁塔点云分割成若干层，得到分层点云集合{Φ1,Φ2,…,Φn}；
步骤S2：计算最小外接矩形：将分层点云Φi投影至xOy平面上，求解投影后平面点集的最小外接矩形Ri，其顶点为(Pi1,Pi2,Pi3,Pi4)，长宽面积分别为Li，Wi，Si；
步骤S3：提取塔身点云：利用塔身点云外接矩形大致呈正方形分布，且从下至上面积递减的特性，过滤高低腿与塔头的分层点云；
步骤S4：外接矩形倾斜检测：计算分层最小外接矩形各边与分层点集的内切点，利用内切点高程检验过滤因铁塔点云存在缺点、噪点导致外接矩形倾斜情况，当矩形倾斜时矩形中点可能会偏离铁塔中轴；
步骤S5：确定杆塔中轴点。通过步骤将四边内切点高程平均值作为外接矩形中心点的高程值,将中心点加入到杆塔中轴点集Pset；
步骤S6：抗差估计直线拟合：将抗差估计应用到铁塔中轴线拟合中，通过选权迭代的方式自适应调整各中轴点的拟合权重，达到降低偏移点在直线拟合中影响度的目的；
步骤S7：进行铁塔倾斜度计算。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法，其特征在于：所述步骤S3中，令i←1，进行分层点云Φi塔身检验，判断公式如下：
Slast为上一层点云外接矩形的面积；若点云Φi符合公式(1)，Φi增加到塔身分层点云集合中，令Slast＝Si，反之将Φi作为高低腿和塔头点云进行过滤，令i←i+1，重复步骤3)直至i＜n。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法，其特征在于：所述步骤S4中，当最小外接矩形内切点为噪点或因缺点严重发生偏移时，外接矩形发生倾斜，此时矩形中点可能会偏离铁塔中轴，因此在确定铁塔中轴点之前，需要对矩形内切点的高程进行判断，过滤矩形倾斜的情况，令i←1利用分层外接矩形四个顶点构建矩形四边平面直线方程，遍历点集计算点集内各点到矩形四边线的平面距离，选取距离边线平面距离最小的点作为该边线的内切点，当四边内切点高程差最大值小于k/4，视为矩形平行于xOy平面，进行步骤S5确定杆塔中轴点，否则令i←i+1，重复步骤4)直至i＜m。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法，其特征在于：所述步骤S6中，将x，y视为相互独立观测值，分别与自变量z构建直线方程，则铁塔中轴线空间直线方程如下：
式中，a1、a2，b1、b2分别为铁塔中轴线在xOz、yOz平面的投影直线参数；设铁塔...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐梁刚，王时春，陈凤翔，陈科羽，王迪，龙新，龙贤哲，李颜均，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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