一种电力走廊三维重建方法技术

本发明专利技术提供了一种电力走廊三维重建方法

【技术实现步骤摘要】
一种电力走廊三维重建方法、重建模型以及相关设备


[0001]本专利技术涉及三维重建
，具体而言，涉及一种电力走廊三维重建方法
、
重建模型以及相关设备
。

技术介绍

[0002]为了保障电力输送系统的正常运行，需要对电力走廊进行定期巡检，而由于电力走廊一般架设在地形起伏大
、
复杂的山林和结构复杂地区，在这些地区进行人工巡检不仅效率低，而且危险性很大，因此一般会采用无人机进行巡检
。
[0003]而目前无人机巡检一般采用激光雷达
、
深度相机和倾斜摄影的方式获得图像，相比之下，倾斜摄影的方式通过多个角度进行摄影测量，能够获得相对清晰的图像，因此更多被用于电力巡检
。
[0004]其中，电力走廊的三维重建是无人机电力走廊巡检的重要基础，主要包括电力塔杆
、
电力线
、
绝缘子和走廊地形的重建，对重建的效率和精度有着较高的要求，而现有技术中，无人机倾斜摄影三维重建一般采用商用视觉三维建模软件生成，存在着建模周期长的问题
。
[0005]针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种电力走廊三维重建方法
、
重建模型以及相关设备，在确保重建的效率和精度下，有效缩减重建周期
。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种电力走廊三维重建方法，应用于图像处理系统，包括以下步骤：
S1.
获取目标区域的第一点云数据；
S2.
对所述第一点云数据进行点云稀疏化处理，获得处理后的第二点云数据；
S3.
对所述第二点云数据进行编码，获得编码后的第三点云数据；
S4.
对所述第三点云数据进行多次降噪处理，获得去噪后的第四点云数据；
S5.
对所述第四点云数据进行解码，获得解码后的第五点云数据；
S6.
根据所述第五点云数据，重建出所述电力走廊的三维模型
。
[0008]本专利技术的电力走廊三维重建方法，无需使用商用视觉三维建模软件，实施时只需对所获取的图像进行分析处理，得到与电力走廊有关的点云数据，进一步对点云数据进行编码和解码，并配合点云稀疏化处理和降噪处理，达到重建效率高
、
重建精度高的效果
。
[0009]进一步的，步骤
S2
中的具体步骤包括：
S21.
根据所述第一点云数据，获取电力塔杆
、
电力线
、
绝缘子和走廊地形的特征点作为关键特征点；
S22.
对所述关键特征点外的特征点进行点云稀疏化处理，得到所述第二点云数据
。
[0010]突出关键特征点，排除了大部分无关点云的干扰，使电力走廊的三维模型更易于重建，由此提高三维重建的效率
。
[0011]进一步的，步骤
S3
中的具体步骤包括：
S31.
根据以下公式对所述第二点云数据进行编码以获得所述第三点云数据：；；其中，为所述第三点云数据，为编码函数，为所述第二点云数据，为第一参数集合，为第一多头注意力参数，为第一全连接参数
。
[0012]对数据进行编码，能够提高数据处理速度，缩减后续降噪处理的处理时间，而数据经过降噪处理后其噪声有所下降，从而提升三维重建的精度
。
[0013]进一步的，步骤
S4
中的具体步骤包括：
S41.
根据以下公式对所述第三点云数据进行多次降噪处理以获得所述第四点云数据：；；；其中，为第一次降噪后的第四点云数据，为降噪函数，为第二参数集合，为第
i+1
次降噪后的第四点云数据，为第
i
次降噪后的第四点云数据，为总降噪次数，为第二多头注意力参数，为第二全连接参数
。
[0014]经过多次反复降噪处理，确保后续重建出的电力走廊三维模型具有较高的精度
。
[0015]进一步的，步骤
S5
中的具体步骤包括：
S51.
根据以下公式对所述第四点云数据进行解码以获得所述第五点云数据：；；其中，为所述第五点云数据，为解码函数，为第三参数集合，为第三多头注意力参数，为第三全连接参数，为第
N+1
次降噪后的第四点云数据
。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种重建模型，应用于图像处理系统，所述重建模型运行时执行如上述的电力走廊三维重建方法中的步骤
。
[0017]进一步的，所述重建模型设置有损失函数，所述损失函数用于在所述重建模型进行迭代训练时更新第一参数集合
、
第二参数集合和第三参数集合；所述损失函数的具体表达式为：；其中，为所述第三点云数据，为第
N
次降噪后的第四点云数据，为所述第二点云数据，为所述第五点云数据，为所述损失函数，表示求期望，表示求二范数
。
[0018]第三方面，本专利技术提供了一种电力走廊三维重建装置，应用于图像处理系统，包括：第一获取模块，用于获取目标区域的第一点云数据；第二获取模块，用于对所述第一点云数据进行点云稀疏化处理，获得处理后的第二点云数据；第三获取模块，用于对所述第二点云数据进行编码，获得编码后的第三点云数据；第四获取模块，用于对所述第三点云数据进行多次降噪处理，获得去噪后的第四点云数据；第五获取模块，用于对所述第四点云数据进行解码，获得解码后的第五点云数据；重建模块，用于根据所述第五点云数据，重建出所述电力走廊的三维模型
。
[0019]本专利技术提供的电力走廊三维重建装置兼顾重建效率和重建精度，实现在较短周期内重建出较高精度的电力走廊三维模型
。
[0020]第四方面，本专利技术提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤
。
[0021]第五方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤
。
[0022]由上可知，本专利技术提供的电力走廊三维重建方法，通过对点云数据进行稀疏化处理，以此弱化其他与电力走廊无关的特征，有利于提高三维重建的效率，然后经过多次降噪处理，对噪声进行估计和去除，以此提升三维重建的精度，最终在保证重建的效率和精度下，点云数据在短时间内完成编码和解码，重建得到电力走廊的三维模型
。
[0023]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，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实施例了解
。
本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书
、
以及附图中所特别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电力走廊三维重建方法，应用于图像处理系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1.
获取目标区域的第一点云数据；
S2.
对所述第一点云数据进行点云稀疏化处理，获得处理后的第二点云数据；
S3.
对所述第二点云数据进行编码，获得编码后的第三点云数据；
S4.
对所述第三点云数据进行多次降噪处理，获得去噪后的第四点云数据；
S5.
对所述第四点云数据进行解码，获得解码后的第五点云数据；
S6.
根据所述第五点云数据，重建出所述电力走廊的三维模型
。2.
根据权利要求1所述的电力走廊三维重建方法，其特征在于，步骤
S2
中的具体步骤包括：
S21.
根据所述第一点云数据，获取电力塔杆
、
电力线
、
绝缘子和走廊地形的特征点作为关键特征点；
S22.
对所述关键特征点外的特征点进行点云稀疏化处理，得到所述第二点云数据
。3.
根据权利要求1所述的电力走廊三维重建方法，其特征在于，步骤
S3
中的具体步骤包括：
S31.
根据以下公式对所述第二点云数据进行编码以获得所述第三点云数据：；；其中，为所述第三点云数据，为编码函数，为所述第二点云数据，为第一参数集合，为第一多头注意力参数，为第一全连接参数
。4.
根据权利要求3所述的电力走廊三维重建方法，其特征在于，步骤
S4
中的具体步骤包括：
S41.
根据以下公式对所述第三点云数据进行多次降噪处理以获得所述第四点云数据：；；；其中，为第一次降噪后的第四点云数据，为降噪函数，为第二参数集合，为第
i+1
次降噪后的第四点云数据，为第
i
次降噪后的第四点云数据，为总降噪次数，为第二多头注意力参数，为第二全连接参数
。5.

【专利技术属性】
技术研发人员：邓锦祥，卢利中，丁伟，杨鹏，王豪，刘赟静，张晟东，邓涛，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：