一种基于点云的交互式导线修补方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于点云的交互式导线修补方法及系统，其中方法包括：对所述导线点云数据进行切档划分，然后对切档后的各档内点云导线点识别判断是否存在点云断失缺陷，在确定存在点云断失缺陷后，选择点云断失缺陷所在部分点云的两侧点云；针对基于两侧点云选择导线特征类型进行导线拟合得到拟合方程，并根据所述拟合方程计算当前缺失处的起始点位置和结束点位置；根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，计算出一条目标线段，再根据设定的直径将所述基于所述目标线段离散到目标圆柱平面上，最后合并目标圆柱上的所有点云得到目标圆柱实体；这样通过设定的导线直径离散出一簇圆柱形点云，将其置于导线断裂处，即可完成整个导线修补流程。通过本发明专利技术实施例方法修补出的点云，可以有效解决输电线路的电力导线点断裂和缺失问题。的电力导线点断裂和缺失问题。的电力导线点断裂和缺失问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于点云的交互式导线修补方法及系统


[0001]本专利技术涉及输电线巡检
，尤其涉及一种基于点云的交互式导线修补方法及系统。

技术介绍

[0002]随着现代社会快速发展，各种工业和民用设施离不开能源供应。而电网电力运输承担着能源传输的重要交通枢纽任务，是社会发展不可缺失的一环。随着数字化电网发展，电网通道检测维护也显得至关重要，目前，激光雷达技术是应用于电网通道运维一种常用方法，其搭配无人机载荷系统的方式与传统的人工巡检方法相比，巡检精度高，作业速度快、任务半径大，而且可应用于复杂地形。而通道巡检过程中，由于操作或天气等其它原因会造成部分导线扫描不全，形成断裂导线，影响导线的树障安全性等结果。因此，一种准确的电力导线点云修补方法，对解决电力巡检过程中导线点云缺失问题存在巨大的应用意义。
[0003]目前，存在一些其他方法解决导线断裂问题。一是进行导线矢量化建模，通过选取导线的绝缘子两侧挂点，和导线其余任意一点或者设置导线弧垂的方法拟合出导线直线。但是其生成生成结果是一条矢量线段，其检测结果与实际情况存在误差，而且不能根本上解决导线缺失问题。二是通过离散化上述导线点云，再进行检测。但是，其不会重新计算导线断裂处起始结束点位置，合并点云后其原来存在导线点出密度会提高，同时其只适用于抛物线型导线点云，不适用于直线型导线点云。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，本专利技术提出了一种电力线点云导线修补方法，可以有效解决上述问题。
[0005]本专利技术提供一种基于点云的交互式导线修补方法及系统，用以解决
技术介绍
中的技术问题。
[0006]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种基于点云的交互式导线修补方法，包括：
[0007]通过三维激光扫描，采集目标作业区域的点云数据，并对采集到的点云数据进行分类，分类出所有电力线的导线点云数据；
[0008]对所述导线点云数据进行切档划分，然后对切档后的各档内点云导线点识别判断是否存在点云断失缺陷，在确定存在点云断失缺陷后，选择点云断失缺陷所在部分点云的两侧点云；
[0009]针对基于两侧点云选择导线特征类型进行导线拟合得到拟合方程，并根据所述拟合方程计算当前缺失处的起始点位置和结束点位置；
[0010]根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，计算出一条目标线段，再根据设定的直径将所述基于所述目标线段离散到目标圆柱平面上，最后合并目标圆
柱上的所有点云得到目标圆柱实体。
[0011]优选的，作为一种可实施方案；通过三维激光扫描，采集目标作业区域的点云数据，包括：通过三维激光雷达扫描作业区域，采集以输电线路的点云数据，所述输电线路的点云数据包括杆塔、导线、地面、植被、建筑物的点云；将采集到的点云数据进行分类，提取出目标区域的点云数据。
[0012]优选的，作为一种可实施方案；所述点云断失缺陷包括点云断裂缺陷或点云缺失缺陷。
[0013]优选的，作为一种可实施方案；针对基于两侧点云选择导线特征类型进行导线拟合得到拟合方程，并根据所述拟合方程计算当前缺失处的起始点位置和结束点位置，具体包括：
[0014]针对基于两侧点云手动选择导线特征类型；所述导线特征类型包括直线形式和抛物线形式；
[0015]根据选定的导线特征类型拟合得到拟合方程，根据导线方向排序计算出前后段距离最大处两点，便视为其为导线缺失处的起始点位置和结束点位置；
[0016]优选的，作为一种可实施方案；根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，计算出一条目标线段，再根据设定的直径将所述基于所述目标线段离散到目标圆柱平面上，最后合并目标圆柱上的所有点云得到目标圆柱实体，具体包括：
[0017]根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，导线直径离散化拟合函数计算出一条目标线段；
[0018]再根据设定的导线直径，在基于所述目标线段上的每个导线点云的法向量圆平面随机取点得到当前点的圆柱形点云并形成目标圆柱平面，最后合并目标圆柱上的所有点云得到目标圆柱实体。
[0019]相应地，本专利技术提供了一种基于点云的交互式导线修补方法系统，包括分类模块、切档模块、拟合模块和计算模块；
[0020]分类模块，用于通过三维激光扫描，采集目标作业区域的点云数据，并对采集到的点云数据进行分类，分类出所有电力线的导线点云数据；
[0021]切档模块，用于对所述导线点云数据进行切档划分，然后对切档后的各档内点云导线点识别判断是否存在点云断失缺陷，在确定存在点云断失缺陷后，选择点云断失缺陷所在部分点云的两侧点云；
[0022]拟合模块，用于针对基于两侧点云选择导线特征类型进行导线拟合得到拟合方程，并根据所述拟合方程计算当前缺失处的起始点位置和结束点位置；
[0023]计算模块，用于根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，计算出一条目标线段，再根据设定的直径将所述基于所述目标线段离散到目标圆柱平面上，最后合并目标圆柱上的所有点云得到目标圆柱实体。
[0024]优选的，作为一种可实施方案；所述分类模块，还具体用于通过三维激光雷达扫描作业区域，采集以输电线路的点云数据；将采集到的点云数据进行分类，提取出目标区域的点云数据。
[0025]优选的，作为一种可实施方案；所述拟合模块，还具体用于针对基于两侧点云手动选择导线特征类型；所述导线特征类型包括直线形式和抛物线形式；根据选定的导线特征
类型拟合得到拟合方程，根据导线方向排序计算出前后段距离最大处两点，便视为其为导线缺失处的起始点位置和结束点位置；
[0026]优选的，作为一种可实施方案；所述拟合模块，还具体用于根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，导线直径离散化拟合函数计算出一条目标线段；再根据设定的导线直径，在基于所述目标线段上的每个导线点云的法向量圆平面随机取点得到当前点的圆柱形点云并形成目标圆柱平面，最后合并目标圆柱上的所有点云得到目标圆柱实体。
[0027]与现有技术相比，本专利技术实施例至少存在如下方面的技术效果：
[0028]本专利技术提供了一种基于点云的交互式导线修补方法及系统，其中方法包括：通过三维激光扫描，采集目标作业区域的点云数据，并对采集到的点云数据进行分类，分类出所有电力线的导线点云数据；对所述导线点云数据进行切档划分，然后对切档后的各档内点云导线点识别判断是否存在点云断失缺陷，在确定存在点云断失缺陷后，选择点云断失缺陷所在部分点云的两侧点云；
[0029]针对基于两侧点云选择导线特征类型进行导线拟合得到拟合方程，并根据所述拟合方程计算当前缺失处的起始点位置和结束点位置；根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，计算出一条目标线段，再根据设定的直径将所述基于所述目标线段离散到目标圆柱平面上，最后合并目标圆柱上的所有点云得到目标圆柱实体。
[0030]本专利技术提出一种基于点云的交互式导线修补方法，通过手动电力线选取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于点云的交互式导线修补方法，其特征在于，包括如下操作步骤：通过三维激光扫描，采集目标作业区域的点云数据，并对采集到的点云数据进行分类，分类出所有电力线的导线点云数据；对所述导线点云数据进行切档划分，然后对切档后的各档内点云导线点识别判断是否存在点云断失缺陷，在确定存在点云断失缺陷后，选择点云断失缺陷所在部分点云的两侧点云；针对基于两侧点云选择导线特征类型进行导线拟合得到拟合方程，并根据所述拟合方程计算当前缺失处的起始点位置和结束点位置；根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，计算出一条目标线段，再根据设定的直径将所述基于所述目标线段离散到目标圆柱平面上，最后合并目标圆柱上的所有点云得到目标圆柱实体。2.根据权利要求1所述的基于点云的交互式导线修补方法，其特征在于，通过三维激光扫描，采集目标作业区域的点云数据，包括：通过三维激光雷达扫描作业区域，采集以输电线路的点云数据，所述输电线路的点云数据包括杆塔、导线、地面、植被、建筑物的点云；将采集到的点云数据进行分类，提取出目标区域的点云数据。3.根据权利要求2所述的基于点云的交互式导线修补方法，其特征在于，所述点云断失缺陷包括点云断裂缺陷或点云缺失缺陷。4.根据权利要求3所述的基于点云的交互式导线修补方法，其特征在于，针对基于两侧点云选择导线特征类型进行导线拟合得到拟合方程，并根据所述拟合方程计算当前缺失处的起始点位置和结束点位置，具体包括：针对基于两侧点云手动选择导线特征类型；所述导线特征类型包括直线形式和抛物线形式；根据选定的导线特征类型拟合得到拟合方程，根据导线方向排序计算出前后段距离最大处两点，便视为其为导线缺失处的起始点位置和结束点位置。5.根据权利要求4所述的基于点云的交互式导线修补方法，其特征在于，根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，计算出一条目标线段，再根据设定的直径将所述基于所述目标线段离散到目标圆柱平面上，最后合并目标圆柱上的所有点云得到目标圆柱实体，具体包括：根据拟合方程和导线的缺失处的起始点位置和结束点位置，导线直径离散化拟合函数计算出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，李微微，王跃，张衡，吴芳芳，高上，郭彦明，张麟，杨超，王兰兰，
申请(专利权)人：武汉绿土图景科技有限公司，
类型：发明
国别省市：