输配电线路点云匹配方法、点云匹配系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种输配电线路点云匹配方法、点云匹配系统及存储介质，包括：获取机载LiDAR测得的输配电线路的原始点云数据；将原始点云数据输入卷积神经网络，过滤地物点云数据，得到线路走廊点云数据；根据线路走廊点云数据分离得到目标杆塔点云和目标电力线点云；利用目标杆塔点云与电网台账的杆塔信息进行匹配，得到目标杆塔点云对应的目标杆塔的精确坐标；根据相邻两个目标杆塔的精确坐标对目标电力线点云进行缓冲分析，得到目标电力线点云对应的目标电力线的精确坐标；根据目标杆塔的精确坐标和目标电力线的精确坐标构建输配电线路的数字模型。本发明专利技术能够将输配电线路点云数据中的杆塔和导线与电网台账进行精确匹配。数据中的杆塔和导线与电网台账进行精确匹配。数据中的杆塔和导线与电网台账进行精确匹配。

Point cloud matching method, point cloud matching system and storage medium for transmission and distribution lines

【技术实现步骤摘要】
输配电线路点云匹配方法、点云匹配系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及数据点云
，尤其涉及一种输配电线路点云匹配方法、点云匹配系统及存储介质。

技术介绍

[0002]机载LiDAR点云成像技术具有分辨率高、抗干扰能力强、灵活机动等特点，常用于辅助电网线路走廊的三维建模工作。当前，搭载机载LiDAR的航测设备，单次航测任务扫描距离超过数十公里，航线能够依据采集成本而灵活规划，使得生成的点云模型文件融合了多条线路走廊信息（包括高塔与建筑物等造成干扰的地物），解决了传统人工巡检方法危险性高及效率低下等问题。
[0003]机载LiDAR生成的点云模型文件中，较大部分的导线点云在空间上没有接续在一块，即离散点云。这些离散点云与电网台账之间需要建立关联，目前依靠人工经验进行研判，工作量非常大，并且需要人工多次核对，效率低下并且容易出错。总而言之，即使利用机载LiDAR构建电网线路走廊的数据，仍然缺乏一套将输配电线路的离散点云与电网台账进行精确匹配的方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种输配电线路点云匹配方法、点云匹配系统及存储介质，能够将输配电线路点云数据中的杆塔和导线与电网台账进行精确匹配。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种输配电线路点云匹配方法，包括：获取机载LiDAR测得的输配电线路的原始点云数据；将所述原始点云数据输入卷积神经网络，过滤地物点云数据，得到线路走廊点云数据，所述卷积神经网络根据点云数据的垂直空间分布连续性和水平空间分布连续性构建卷积模板，所述线路走廊点云数据包括杆塔和电力线的点云数据；根据所述线路走廊点云数据分离得到目标杆塔点云和目标电力线点云；利用所述目标杆塔点云与电网台账的杆塔信息进行匹配，得到所述目标杆塔点云对应的目标杆塔的精确坐标；根据相邻两个目标杆塔的精确坐标对所述目标电力线点云进行缓冲分析，得到所述目标电力线点云对应的目标电力线的精确坐标；根据所述目标杆塔的精确坐标和所述目标电力线的精确坐标构建输配电线路的数字模型。
[0006]在一些实施例中，所述将所述原始点云数据输入卷积神经网络，过滤地物点云数据，得到线路走廊点云数据，包括：根据所述原始点云数据的点云分布规律标注架空对象点云和非架空对象点云之间的相对高度、以及标注架空对象点云和非架空对象点云的垂直分布规律和水平分布规律；
将标注后的所述原始点云数据输入到卷积神经网络，以使所述卷积神经网络根据相对高度、垂直分布规律和水平分布规律过滤地物点云数据，得到线路走廊点云数据，所述线路走廊点云数据为表征杆塔和电力线在空间上连续的线路走廊点云数据。
[0007]在一些实施例中，所述根据所述线路走廊点云数据分离得到目标杆塔点云和目标电力线点云，包括：对所述线路走廊点云数据进行粗分离处理，得到粗分离杆塔点云和粗分离电力线点云；对所述粗分离杆塔点云和所述粗分离电力线点云进行精细分离，得到目标杆塔点云和目标电力线点云。
[0008]在一些实施例中，所述对所述线路走廊点云数据进行粗分离处理，包括：对所述线路走廊点云数据进行抽稀处理；遍历抽稀处理后的所述线路走廊点云数据中的点，对于每一点进行悬空性分析，得到粗分离杆塔点云；根据粗分离杆塔点云确定杆塔质心；根据所述杆塔质心对所述线路走廊点云数据确定粗分离电力线点云。
[0009]在一些实施例中，所述对所述粗分离杆塔点云和所述粗分离电力线点云进行精细分离，包括：以所述杆塔质心为圆心、杆塔的横担宽为直径作圆；当所述粗分离杆塔点云的点的水平投影落在所作圆中，将该点归为目标杆塔点云的点；当所述粗分离杆塔点云的点的水平投影不落在所作圆中，将该点归为目标电力线点云的点；对所述粗分离电力线点云进行曲线拟合，得到拟合线，将所述粗分离电力线点云与所述拟合线之间的距离小于预设阈值的点归为目标电力线的点。
[0010]在一些实施例中，所述利用所述目标杆塔点云与电网台账的杆塔信息进行匹配，包括：根据所述原始点云数据的航测位置确定覆盖范围，所述覆盖范围内包括所述目标杆塔；在所述覆盖范围内筛选所述电网台账的杆塔信息中的位置信息，得到所述覆盖范围内的若干个杆塔的GPS位置；根据所述目标杆塔点云的在所述覆盖范围内的分布规律，与所述覆盖范围内的若干个杆塔的GPS位置进行匹配；当所述目标杆塔的匹配位置误差小于阈值，则赋值所述目标杆塔的杆塔信息。
[0011]在一些实施例中，所述根据相邻两个目标杆塔的精确坐标对所述目标电力线点云进行缓冲分析，得到所述目标电力线点云对应的目标电力线的精确坐标，包括：根据所述目标杆塔的精确坐标计算出相邻两个目标杆塔的相对坐标距离与相对方位角，并以其中一个所述目标杆塔的中心点坐标，按所述相对坐标距离的预设倍数增值与所述相对方位角进行垂直面方向的缓冲分析；当缓冲分析的缓冲区内所述电力线点云存在唯一候选值，则确定唯一候选值的所
述电力线点云为目标电力线点云；切换到下一个目标杆塔进行缓冲分析直到所述目标电力线被遍历。
[0012]第二方面，本专利技术实施例提供了一种点云匹配系统，包括至少一个处理器和用于与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的输配电线路点云匹配方法。
[0013]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面所述的输配电线路点云匹配方法。
[0014]本专利技术实施例提供的输配电线路点云匹配方法及点云匹配系统，至少具有如下有益效果：对机载LiDAR测得的输配电线路的原始点云数据进行过滤和分离，得到杆塔点云和电力线点云，基于电网台账中已有的杆塔坐标对杆塔点云进行匹配，然后基于缓冲分析对两个杆塔之间的电力线点云进行匹配，得到电力线的精确坐标，最后根据匹配完成的杆塔的精确坐标和电力线的精确坐标构建输配电线路的数字模型。该数字模型融合三维点云数据和电网台账数据，精确匹配得到杆塔的坐标，同时还确定了电力线的精确坐标（例如在杆塔的出入线位置、数量、弯曲度等），使得数字台账能够精确反映实际的输配电线路形状，解决了以往依靠人工通过经验对离散点云数据进行台账关联的弊端，以较小的建设代价和设计误差实现从线路点云分段到电力要素模型的自动关联，能够满足机载LiDAR点云快速应用与精细化建设的需求，实现电力要素的高标准分级管理。
[0015]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的示例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。
[0017]图1是本专利技术一个实施例提供的输配电线路点云匹配方法的整体流程图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输配电线路点云匹配方法，包括：获取机载LiDAR测得的输配电线路的原始点云数据；将所述原始点云数据输入卷积神经网络，过滤地物点云数据，得到线路走廊点云数据，所述卷积神经网络根据点云数据的垂直空间分布连续性和水平空间分布连续性构建卷积模板，所述线路走廊点云数据包括杆塔和电力线的点云数据；根据所述线路走廊点云数据分离得到目标杆塔点云和目标电力线点云；利用所述目标杆塔点云与电网台账的杆塔信息进行匹配，得到所述目标杆塔点云对应的目标杆塔的精确坐标；根据相邻两个目标杆塔的精确坐标对所述目标电力线点云进行缓冲分析，得到所述目标电力线点云对应的目标电力线的精确坐标；根据所述目标杆塔的精确坐标和所述目标电力线的精确坐标构建输配电线路的数字模型。2.根据权利要求1所述的输配电线路点云匹配方法，其特征在于，所述将所述原始点云数据输入卷积神经网络，过滤地物点云数据，得到线路走廊点云数据，包括：根据所述原始点云数据的点云分布规律标注架空对象点云和非架空对象点云之间的相对高度、以及标注架空对象点云和非架空对象点云的垂直分布规律和水平分布规律；将标注后的所述原始点云数据输入到卷积神经网络，以使所述卷积神经网络根据相对高度、垂直分布规律和水平分布规律过滤地物点云数据，得到线路走廊点云数据，所述线路走廊点云数据为表征杆塔和电力线在空间上连续的线路走廊点云数据。3.根据权利要求1所述的输配电线路点云匹配方法，其特征在于，所述根据所述线路走廊点云数据分离得到目标杆塔点云和目标电力线点云，包括：对所述线路走廊点云数据进行粗分离处理，得到粗分离杆塔点云和粗分离电力线点云；对所述粗分离杆塔点云和所述粗分离电力线点云进行精细分离，得到目标杆塔点云和目标电力线点云。4.根据权利要求3所述的输配电线路点云匹配方法，其特征在于，所述对所述线路走廊点云数据进行粗分离处理，包括：对所述线路走廊点云数据进行抽稀处理；遍历抽稀处理后的所述线路走廊点云数据中的点，对于每一点进行悬空性分析，得到粗分离杆塔点云；根据粗分离杆塔点云确定杆塔质心；根据所述杆塔质心对所述线路走廊点云数据确定粗分离电力线点云。5.根据权利要求4所述的输配电线路点云匹配方法，其特征在于，所述对所述粗分离杆塔点云和所述粗分离电力线点云进行精细分离，包括：以所述杆塔质心为圆心...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，高建勋，朱永洁，温春涛，彭朝辉，
申请(专利权)人：韶关市擎能设计有限公司，
类型：发明
国别省市：