本发明专利技术公开了一种基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法和装置，方法包括：采集变电站点云数据；对预处理后变电站点云数据进行语义分割，分割成若干区域；从每个区域的变电站点云数据中提取目标对象点云数据，所述目标对象包括变电站内道路、地面和设备；对目标对象点云数据进行预处理；对目标对象点云数据进行数据拼接处理；从拼接处理后点云数据中提取目标对象属性信息，构建目标对象点云模型；对所有的目标对象点云模型进行拼接，得到变电站三维点云模型。本发明专利技术通过变电站点云的自动处理和建模，以及对各种设备的设备本体的分类识别，不仅节省了大量的人力和物理资源，而且极大地提高了效率，对变电站的三维模型重建具有积极促进作用。建具有积极促进作用。建具有积极促进作用。
【技术实现步骤摘要】
基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法和装置
[0001]本专利技术涉及一种基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法和装置，属于变电站安全作业
技术介绍
[0002]随着数字化时代的到来，智能电网建设对变电站工程建设提出了更高的要求。智能电网的基础是数字化电网，数字化电网为智能分析提供了数据基础。数字化电网的源头在于数字化设计，数字化设计成果将成为工程全生命周期数字化体系的主数据。
[0003]为了实现新建工程的数字化成果移交，可以借助三维数字化设计手段制定相应的数字化设计标准。而变电站数字重构则是监控和诊断的重要内容。通过变电站设备外形轮廓的基础，提取其三维特征，并对设备进行识别分类，同时利用位置姿态信息来确定设备的空间位置关系。根据设备型号和空间位置关系，对现有变电站进行数字重构，能够反应设备的真实位置分布以及详情，方便及时发现设计中的问题，从而进行变电站的升级维护和布局调整，同时也可以为变电站的重建提供更准确的数据。
[0004]随着地球空间信息管理系统在电力领域的发展，变电站三维信息可视化逐渐成为研究的热点。电气设备的分类识别是变电站数字重构的关键技术，其识别数据来源于三维激光点云。利用三维激光扫描仪获取变电站设备外形的三维点云数据，使得利用变电站的外形特征对设备进行分类识别成为可能。同时，实现变电站设备的自动分类识别对变电站大规模三维自动数字重构有着基础支撑作用。三维实景模型重建是实现高效运维的关键技术基础。目前，变电站三维实景建模方法主要有VRML建模法、几何造型建模法和基于点云数据的建模方法。虽然前两种方法的精度和效率较低，但基于点云数据的建模方法采用地面三维激光扫描技术，可以准确采集变电站设备和连接线的三维点云数据，有效避免传统测量方法的不足，已逐渐成为发展趋势。然而，目前基于点云数据的建模方法仍存在一定不足。如何快速高效地实现特高压变电站的地物、电力设备和相关附件的点云数据分割提取，成为了有效提升该项技术时效性和工程应用价值的关键。因此，为了提高变电站建设的质量和效率，需要不断创新和发展数字化技术，以及采用更加智能化的建模方法。
技术实现思路
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法和装置，能够对变电站点云的自动处理和建模，以及对各种设备的设备本体的分类识别，不仅节省大量的人力和物理资源，而且极大地提高效率。
[0006]本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供的一种基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法，包括以下步骤：
[0008]采集变电站点云数据；
[0009]对预处理后变电站点云数据进行语义分割，分割成若干区域；
[0010]从每个区域的变电站点云数据中提取目标对象点云数据，所述目标对象包括变电站内道路、地面和设备；
[0011]对目标对象点云数据进行预处理；
[0012]对目标对象点云数据进行数据拼接处理；
[0013]从拼接处理后点云数据中提取目标对象属性信息，构建目标对象点云模型；
[0014]对所有的目标对象点云模型进行拼接，得到变电站三维点云模型。
[0015]作为本实施例一种可能的实现方式，在采集变电站点云数据过程中，采用激光点云扫描技术采集变电站的三维点云数据。激光点云扫描技术可以在短时间内高精度地采集变电站设备和连接线的三维点云数据，从而提高了数据采集效率。
[0016]作为本实施例一种可能的实现方式，所述对预处理后变电站点云数据进行语义分割，分割成若干区域，包括：
[0017]基于点云数据中的特征进行功能定义；
[0018]将预处理后变电站点云数据按照相似的属性进行分组，并根据功能定义进行分割；
[0019]为每个区域分配一个标签，标记被分割的区域。
[0020]作为本实施例一种可能的实现方式，所述从每个区域的变电站点云数据中提取目标对象点云数据，包括：
[0021]对每个区域的变电站点云数据进行投影处理，获取投影处理后的凸多边形边界；
[0022]根据凸多边形边界以及立体多边形棱柱分割方法对每个区域的变电站点云数据进行分割，得到目标对象点云数据。
[0023]作为本实施例一种可能的实现方式，所述对目标对象点云数据进行预处理，包括：
[0024]对目标对象点云数据进行去重处理；
[0025]对目标对象点云数据中部分点进行降采样操作；
[0026]采用低通滤波、高通滤波或中通滤波对目标对象点云数据进行平滑处理。
[0027]作为本实施例一种可能的实现方式，所述对目标对象点云数据进行数据拼接处理，包括：
[0028]对目标对象点云数据进行配准，获得统一坐标系的三维点云数据；
[0029]对统一坐标系的目标对象点云数据进行数据拼接处理，生成全景三维点云数据。
[0030]作为本实施例一种可能的实现方式，所述目标对象属性信息包括道路、地面和设备的尺寸信息，以及设备的电气属性信息。
[0031]第二方面，本专利技术实施例提供的一种基于点云数据的变电站三维点云模型的建立装置，包括：
[0032]数据采集模块，用于采集变电站点云数据；
[0033]数据分割模块，用于对预处理后变电站点云数据进行语义分割，分割成若干区域；
[0034]目标对象数据提取模块，用于从每个区域的变电站点云数据中提取目标对象点云数据，所述目标对象包括变电站内道路、地面和设备；
[0035]目标对象数据处理模块，用于对目标对象点云数据进行预处理；
[0036]目标对象数据拼接模块，用于对目标对象点云数据进行数据拼接处理；
[0037]目标对象点云模型构建模块，用于从拼接处理后点云数据中提取目标对象属性信
息，构建目标对象点云模型；
[0038]点云模型拼接模块，用于对所有的目标对象点云模型进行拼接，得到变电站三维点云模型。
[0039]第三方面，本专利技术实施例提供的一种计算机设备，包括处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如上述任意基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法的步骤。
[0040]第四方面，本专利技术实施例提供的一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述任意基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法的步骤。
[0041]本专利技术实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：
[0042]本专利技术实施例的技术方案的一种基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法，包括以下步骤：采集变电站点云数据；对预处理后变电站点云数据进行语义分割，分割成若干区域；从每个区域的变电站点云数据中提取目标对象点云数据，所述目标对象包括变电站内道路、地面和设备；对目标对象点云数据进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：采集变电站点云数据；对预处理后变电站点云数据进行语义分割，分割成若干区域；从每个区域的变电站点云数据中提取目标对象点云数据，所述目标对象包括变电站内道路、地面和设备；对目标对象点云数据进行预处理；对目标对象点云数据进行数据拼接处理；从拼接处理后点云数据中提取目标对象属性信息，构建目标对象点云模型；对所有的目标对象点云模型进行拼接，得到变电站三维点云模型。2.根据权利要求1所述的基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法，其特征在于，在采集变电站点云数据过程中，采用激光点云扫描技术采集变电站的三维点云数据。3.根据权利要求1所述的基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法，其特征在于，所述对预处理后变电站点云数据进行语义分割，分割成若干区域，包括：基于点云数据中的特征进行功能定义；将预处理后变电站点云数据按照相似的属性进行分组，并根据功能定义进行分割；为每个区域分配一个标签，标记被分割的区域。4.根据权利要求1所述的基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法，其特征在于，所述从每个区域的变电站点云数据中提取目标对象点云数据，包括：对每个区域的变电站点云数据进行投影处理，获取投影处理后的凸多边形边界；根据凸多边形边界以及立体多边形棱柱分割方法对每个区域的变电站点云数据进行分割，得到目标对象点云数据。5.根据权利要求1所述的基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方法，其特征在于，所述对目标对象点云数据进行预处理，包括：对目标对象点云数据进行去重处理；对目标对象点云数据中部分点进行降采样操作；采用低通滤波、高通滤波或中通滤波对目标对象点云数据进行平滑处理。6.根据权利要求1所述的基于点云数据的变电站三维点云模型的建立方...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，尹东，许志建，韩义成，王健，孙梓航，唐爽，马凤臣，肖太阳，高磊，李学文，刘圣威，王恺，刘诚，屈强，王龙，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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