一种输电线路的三维重建方法、装置及处理设备制造方法及图纸

本申请提供了一种输电线路的三维重建方法、装置及处理设备，通过引入语义分割，从而促进三维结构处理中的外置线状结构的重建完整性，进而对不同种类的输电线路具有较佳的适应性，可以获得显著提高的三维重建精度。方法包括：获取通过三维重建得到的三维点云；对三维点云进行语义分割；从赋予了相应点云的不同点云中，提取线状点云Points；获取线状点云Points的包围盒；获取三维点云处于包围盒内的点云，得到Points

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路的三维重建方法、装置及处理设备


[0001]本申请涉及电力领域，具体涉及一种输电线路的三维重建方法、装置及处理设备。

技术介绍

[0002]输电线路是重要的基础性设施，由于输电线路中的电力金具电力线长期暴露在野外，经受严寒、酷暑、雷击、冰雹、污秽、强风、暴雨等外界因素的影响，导致电力线容易出现断股，弧垂与下方树枝等交叉出现安全性问题，所以关于电力线、交叉的光缆线等的三维重建，值得关注，为预测基础设施安全提供有效的数据支持。
[0003]传统技术中通常借助激光雷达或者倾斜摄影等手段来三维建模，机载激光扫描技术的成熟、成本的降低，可以快速获取高精度的三维模型信息，与倾斜摄影建模的技术手段相比，三维模型中电力线、光缆线等外挂的线路可以重建的相对完整，但是在经过水面、空气湿润的地方还是存在噪点，重建不全的问题，所以弱纹理输电线路的三维重建研究是必不可少的一环，具有其重要意义。
[0004]然而在现有的相关技术的研究过程中，本申请专利技术人发现，对于弱纹理输电线路的三维重建方案，普遍存在着精度有限的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种输电线路的三维重建方法、装置及处理设备，通过引入语义分割，从而促进三维结构处理中的外置线状结构的重建完整性，进而对不同种类的输电线路具有较佳的适应性，尤其适用于弱纹理的输电线路，可以获得显著提高的三维重建精度。
[0006]第一方面，本申请提供了一种输电线路的三维重建方法，方法包括：获取通过三维重建得到的三维点云；对三维点云进行语义分割，得到赋予了相应语义的不同点云；从赋予了相应语义的不同点云中，提取线状点云Points；获取线状点云Points的包围盒；获取三维点云处于包围盒内的点云，得到Points
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点集；对Points
/
点集进行YOZ平面聚类，得到聚类结果；确定聚类结果在X轴取得子集中的最小值和最大值，若最小值和最大值的差值小于距离阈值则通过直线拟合完成输电线路三维重建，若最小值和最大值的差值大于距离阈值则通过悬链线方程拟合完成输电线路三维重建。
[0007]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第一种可能的实现方式，获取线状点云Points的包围盒，包括：以通用原点O(0,0,0)为基础，获取线状点云Points的初始包围盒的Xmax、Ymax、Zmax、Xmin、Ymin、Zmin；基于初始包围盒，确定对应的八个三维坐标A(Xmin,Ymin,Zmax)、B(Xmax,Ymin,Zmax)、C(Xmax,Ymax,Zmax)、D(Xmin,Ymax,Zmax)、E(Xmin,Ymin,Zmin)、F(Xmax,Ymin,
Zmin)、G(Xmax,Ymax,Zmin)、H(Xmin,Ymax,Zmin)；求P
/
min（X
/
min，Y
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min，Z
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min），P
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max（X
/
max，Y
/
max，Z
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max）的值，求向量、，以向各自的左下、右上旋转45
°
求得旋转矩阵，得到、，再根据八个三维坐标的坐标表示方式确定扩大后的目标包围盒，作为最终采用的包围盒。
[0008]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第二种可能的实现方式，对Points
/
点集进行YOZ平面聚类，得到聚类结果，包括：对于Points
/
点集，根据每段的坐标信息区分线路点的左方向还是右方向，并根据已知的两端坐标、求得以下直线方程：；对直线方程变形得到以下的不等式方程：；将Points/点集的点代入不等式方程中，若是大于0，则当前点在的右边，放入点集Points_l，若是小于0，则当前点在左边，放入点集Points_r，若是等于0，则放入点集Points_O；将点集Points_l、点集Points_r、点集Points_O在垂直投影面YOZ平面的投影，将随着Y轴按照0.5m的线段轴距逐步分割点集Points_l、点集Points_r、点集Points_O，每次分割出来的子集采用k
‑
means聚类，每一类根据中心点的Z值高低分别放在子集的子子集内，最后获取到上部分点集S(0)、中间部分点集S(1)和下部分点集S(2)，作为聚类结果。
[0009]结合本申请第一方面第二种可能的实现方式，在本申请第一方面第三种可能的实现方式，通过悬链线方程拟合完成输电线路三维重建时，通过多重随机采样确定悬链线方程的数学模型的参数，在进行多次数据采样之后，进行多次迭代方法从上部分点集S(0)、中间部分点集S(1)和下部分点集S(2)中随机采样多个数据组点，通过直线方程计算参数K值，进行多次拟合，若是其中某拟合的线组存在交叉需要剔除，通过计算出最优悬链线方程参数K，在获取到最优悬链线方程的线组之后，通过计算线在XOY平面的直线长度和长度比例，若是达到80%，同时又是最优解就保留当前最优悬链线方程参数K。
[0010]结合本申请第一方面第三种可能的实现方式，在本申请第一方面第四种可能的实现方式，距离阈值为30m。
[0011]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第五种可能的实现方式，对三维点云进行语义分割，包括：通过RandLA
‑
Net模型对三维点云进行语义分割。
[0012]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第六种可能的实现方式，获取通过三维重建得到的三维点云，包括：获取基于激光扫描处理或者倾斜摄影处理的三维重建得到的三维点云。
[0013]第二方面，本申请提供了一种输电线路的三维重建装置，装置包括：获取单元，用于获取通过三维重建得到的三维点云；
分割单元，用于对三维点云进行语义分割，得到赋予了相应语义的不同点云；提取单元，用于从赋予了相应语义的不同点云中，提取线状点云Points；获取单元，还用于获取线状点云Points的包围盒；获取单元，还用于获取三维点云处于包围盒内的点云，得到Points
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点集；聚类单元，用于对Points
/
点集进行YOZ平面聚类，得到聚类结果；重建单元，用于确定聚类结果在X轴取得子集中的最小值和最大值，若最小值和最大值的差值小于距离阈值则通过直线拟合完成输电线路三维重建，若最小值和最大值的差值大于距离阈值则通过悬链线方程拟合完成输电线路三维重建。
[0014]结合本申请第二方面，在本申请第二方面第一种可能的实现方式，获取单元，具体用于：以通用原点O(0,0,0)为基础，获取线状点云Points的初始包围盒的Xmax、Ymax、Zmax、Xmin、Ymin、Zmin；基于初始包围盒，确定对应的八个三维坐标A(Xmin,Ymin,Zmax)、B(Xmax,Ymin,Zmax)、C(Xmax,Ymax,Zmax)、D(Xmin,Ymax,Zmax)、E(Xmin,Ymin,Zmin)、F(Xmax本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路的三维重建方法，其特征在于，所述方法包括：获取通过三维重建得到的三维点云；对所述三维点云进行语义分割，得到赋予了相应语义的不同点云；从所述赋予了相应语义的不同点云中，提取线状点云Points；获取所述线状点云Points的包围盒；获取所述三维点云处于所述包围盒内的点云，得到Points
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点集；对所述Points
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点集进行YOZ平面聚类，得到聚类结果；确定所述聚类结果在X轴取得子集中的最小值和最大值，若所述最小值和所述最大值的差值小于距离阈值则通过直线拟合完成输电线路三维重建，若所述最小值和所述最大值的差值大于所述距离阈值则通过悬链线方程拟合完成输电线路三维重建。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述线状点云Points的包围盒，包括：以通用原点O(0,0,0)为基础，获取所述线状点云Points的初始包围盒的Xmax、Ymax、Zmax、Xmin、Ymin、Zmin；基于所述初始包围盒，确定对应的八个三维坐标A(Xmin,Ymin,Zmax)、B(Xmax,Ymin,Zmax)、C(Xmax,Ymax,Zmax)、D(Xmin,Ymax,Zmax)、E(Xmin,Ymin,Zmin)、F(Xmax,Ymin,Zmin)、G(Xmax,Ymax,Zmin)、H(Xmin,Ymax,Zmin)；求P
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min（X
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min，Y
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min，Z
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min），P
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max（X
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max，Y
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max，Z
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max）的值，求向量、，以向各自的左下、右上旋转45
°
求得旋转矩阵，得到、，再根据所述八个三维坐标的坐标表示方式确定扩大后的目标包围盒，作为最终采用的包围盒。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述Points
/
点集进行YOZ平面聚类，得到聚类结果，包括：对于所述Points
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点集，根据每段的坐标信息区分线路点的左方向还是右方向，并根据已知的两端坐标、求得以下直线方程：；对所述直线方程变形得到以下的不等式方程：；将所述Points/点集的点代入所述不等式方程中，若是大于0，则当前点在的右边，放入点集Points_l，若是小于0，则所述当前点在左边，放入点集Points_r，若是等于0，则放入点集Points_O；将所述点集Points_l、所述点集Points_r、所述点集Points_O在垂直投影面YOZ平...

【专利技术属性】
技术研发人员：周妙林，凌飞，唐兴智，江万寿，杨成城，黄伟，江聪世，陈晓健，王进米，刘扬，吴飞，粟骏龙，唐潮，
申请(专利权)人：广东数字生态科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：