一种电力杆塔倾斜检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力杆塔倾斜检测方法及装置，该方法包括：获取基于无人机激光雷达设备采集的电塔点云数据；提取单个电塔点云数据，并通过半径滤波和去中心化处理剔除电塔点云中的干扰点；基于电塔塔高设置阈值对电塔点云进行分层，并通过交叉验证剔除电塔塔头、塔臂和塔脚；计算剔除塔头、塔臂和塔脚后所有分层的中心点，并判断分层中心点数量是否满足抗差直线拟合要求；若满足拟合要求，则基于分层中心点进行抗差直线拟合，并解算出抗差直线中对应的杆塔倾斜角度。通过该方案不仅可以保证杆塔倾斜检测的准确率和效率，而且能降低测量成本，适应于复杂的测量环境。适应于复杂的测量环境。适应于复杂的测量环境。

【技术实现步骤摘要】
一种电力杆塔倾斜检测方法及装置


[0001]本专利技术属于计算机视觉领域，尤其涉及一种电力杆塔倾斜检测方法及装置。

技术介绍

[0002]杆塔是输电线路最基础的设备，不同的天气或地形条件会使输电线路产生磨损、腐蚀、断股等损伤，从而造成杆塔变形或倾斜。这种现象一旦发生容易造成输电线路垮塌、电气安全距离过小等问题，进而引起较为严重的事故，造成地区性的停电和巨大的经济损失。
[0003]目前，电力巡检中电塔倾斜判断的主要是人工借助一些专业测量设备进行测量，由此电塔多位于野外，地理环境复杂且杆塔数量多、杆塔间距离远，导致检测效率低、成本高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种电力杆塔倾斜检测方法及装置，用于解决电力杆塔倾斜检测效率低、成本高的问题。
[0005]在本专利技术实施例的第一方面，提供了一种电力杆塔倾斜检测方法，包括：
[0006]获取基于无人机激光雷达设备采集的电塔点云数据；
[0007]提取单个电塔点云数据，并通过半径滤波和去中心化处理剔除电塔点云中的干扰点；
[0008]基于电塔塔高设置阈值对电塔点云进行分层，并通过交叉验证剔除电塔塔头、塔臂和塔脚；
[0009]计算剔除塔头、塔臂和塔脚后所有分层的中心点，并判断分层中心点数量是否满足抗差直线拟合要求；
[0010]若满足拟合要求，则基于分层中心点进行抗差直线拟合，并解算出抗差直线中对应的杆塔倾斜角度。
[0011]在本专利技术实施例的第二方面，提供了一种用于电力杆塔倾斜检测的装置，包括：
[0012]获取模块，用于获取基于无人机激光雷达设备采集的电塔点云数据；
[0013]去除模块，用于提取单个电塔点云数据，并通过半径滤波和去中心化处理剔除电塔点云中的干扰点；
[0014]剔除模块，用于基于电塔塔高设置阈值对电塔点云进行分层，并通过交叉验证剔除电塔塔头、塔臂和塔脚；
[0015]判断模块，用于计算剔除塔头、塔臂和塔脚后所有分层的中心点，并判断分层中心点数量是否满足抗差直线拟合要求；
[0016]拟合解算模块，用于若满足拟合要求，则基于分层中心点进行抗差直线拟合，并解算出抗差直线中对应的杆塔倾斜角度。
[0017]在本专利技术实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储
在所述存储器中并可在所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本专利技术实施例第一方面所述方法的步骤。
[0018]在本专利技术实施例的第四方面，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程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术实施例第一方面提供的所述方法的步骤。
[0019]本专利技术实施例中，基于无人机激光雷达采集的电塔点云数据，对电塔点云分层后通过交叉验证剔除塔头、塔臂和塔脚后，进行抗差直线拟合，从而解算出电塔倾斜角度，不仅检测成本低、实施过程简单，而且能够保证电塔倾斜检测的准确率和效率。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他附图。
[0021]图1为本专利技术一个实施例提供的一种电力杆塔倾斜检测方法的流程示意图；
[0022]图2为本专利技术一个实施例提供的一种用于电力杆塔倾斜检测的装置的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术的一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0024]为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]应当理解，本专利技术的说明书或权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他相近意思表述，意指覆盖不排他的包含，如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、设备没有限定于已列出的步骤或单元。此外，“第一”“第二”用于区分不同对象，并非用于描述特定顺序。
[0026]请参阅图1，本专利技术实施例提供的一种电力杆塔倾斜检测方法的流程示意图，包括：
[0027]S101、获取基于无人机激光雷达设备采集的电塔点云数据；
[0028]所述电塔点云数据为使用无人机搭载激光雷达设备采集的电力塔点云数据，电塔点云数据中包含有多个电塔。
[0029]S102、提取单个电塔点云数据，并通过半径滤波和去中心化处理剔除电塔点云中的干扰点；
[0030]从点云数据中提取出单个电力塔电力数据，实现杆塔单体化。
[0031]其中，采用半径滤波剔除噪点的干扰，采用去中心化，剔除中心点云的干扰。所述半径滤波是当某点半径邻域内的点云数量少于阈值，则将该点作为噪点进行去除；所述去
中心化是通过计算点云的质心，用每个点云的坐标都减去这个质心点坐标实现去中心化。
[0032]S103、基于电塔塔高设置阈值对电塔点云进行分层，并通过交叉验证剔除电塔塔头、塔臂和塔脚；
[0033]具体的，获取电塔点云最高点、最低点，根据电塔塔高设置分层阈值；
[0034]计算点云的高程直方图，根据所述高程直方图获取分层点云的特征平面；
[0035]生成每个分层的外接矩形，并计算外接矩形的长宽比；
[0036]根据特征平面与外接矩形的长宽比进行交叉判断，获取不包含塔臂的分层，并根据电塔点云的最高点、最低点设置阈值范围剔除电塔的塔头、塔脚。
[0037]通过PCL库中的getMinMax3D函数可以获取电塔最高点、最低点的高度值，根据电塔塔高设置分层阈值进行分层，该阈值一般在2m到3m之间。
[0038]基于点云的高程分布，沿高程方向对电塔点云进行分层，并提取分层点云的平面特征。基于分层点云分布生成外接矩形，计算外接矩形的长宽比。根据外接矩形长宽比及分层点云平面特征，对分层点云进行交叉验证，剔除塔头、塔臂和塔脚。
[0039]S104、计算剔除塔头、塔臂和塔脚后所有分层的中心点，并判断分层中心点数量是否满足抗差直线拟合要求；
[0040]其中，获取最小外接矩形参数，基于各分层的最小外接矩形的长、宽、高和倾角，计算每个分层的中心点坐标。
[0041]剔除塔头、塔臂和塔脚后，可以计算其余分层的中心点。利用外接矩形的函数(minAreaRect)，可以自动计算每个分层的最小外接矩形的长、宽、倾角等参数，获取外接矩形参数，，基于这些参数可以计算得到每个分层的中心点坐标。
[0042]S105、若满足拟合要求，则基于分层中心点进行抗差直线拟合，并解算出抗差直线中对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力杆塔倾斜检测方法，其特征在于，包括：获取基于无人机激光雷达设备采集的电塔点云数据；提取单个电塔点云数据，并通过半径滤波和去中心化处理剔除电塔点云中的干扰点；基于电塔塔高设置阈值对电塔点云进行分层，并通过交叉验证剔除电塔塔头、塔臂和塔脚；计算剔除塔头、塔臂和塔脚后所有分层的中心点，并判断分层中心点数量是否满足抗差直线拟合要求；若满足拟合要求，则基于分层中心点进行抗差直线拟合，并解算出抗差直线中对应的杆塔倾斜角度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过半径滤波和去中心化处理剔除电塔点云中的干扰点包括：采用半径滤波剔除噪点的干扰，采用去中心化，剔除中心点云的干扰。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于电塔塔高设置阈值对电塔点云进行分层，并通过交叉验证剔除电塔塔头、塔臂和塔脚包括：获取电塔点云最高点、最低点，根据电塔塔高设置分层阈值；计算点云的高程直方图，根据所述高程直方图获取分层点云的特征平面；生成每个分层的外接矩形，并计算外接矩形的长宽比；根据特征平面与外接矩形的长宽比进行交叉判断，获取不包含塔臂的分层，并根据电塔点云的最高点、最低点设置阈值范围剔除电塔的塔头、塔脚。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算剔除塔头、塔臂和塔脚后所有分层的中心点包括：获取最小外接矩形参数，基于各分层的最小外接矩形的长、宽、高和倾角，计算每个分层的中心点坐标。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解算出抗差直线中对应的杆塔倾斜角度包括：通过迭代调整权因子矩阵求解抗差直线方程中的参数矩阵X，参数矩阵为X＝[a
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，则电杆倾斜值为式中，a1、b1分别为xoz平面、yoz平面的倾斜值，a...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明明，李汉玢，尹玉成，刘奋，
申请(专利权)人：武汉中海庭数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：