[发明专利]一种基于机载LiDAR数据的城市区域电力线检测方法

权利要求书

1.一种基于机载LiDAR数据的城市区域电力线检测方法，其特征在于一种基于机载LiDAR数据的城市区域电力线检测方法包括如下步骤：

步骤一、利用机载LiDAR系统对目标城区进行扫描，获取三维点云数据，根据高程分布统计直方图对三维点云数据设定高程阈值，将扫描出的三维点云数据中高度异常的极高点和极低点进行剔除得到粗差剔除后的LiDAR数据；

步骤二、从粗差剔除后的LiDAR数据中包含的N次回波信息中，提取出产生N次回波位置的LiDAR点云，对LiDAR点云进行LiDAR数据中首次回波提取，找到产生LiDAR数据中首次回波位置的点云；

步骤三、利用回波强度信息对提取出的LiDAR数据中的首次回波位置的点云进行再次筛选，找出回波强度量化为0的回波点云；

步骤四、利用基于k-d树的方法对回波强度量化为0的回波点云进行遍历，建立回波强度量化为0的回波点云中每一个点I的近邻点集，并确定近邻点集中的各个点到点I的空间最远距离点J，若最远距离点J到点I的距离小于等于阈值T，则将点I保留即得到滤波后的点云；

步骤五、对滤波后的点云进行栅格化，得到点云栅格化后的栅格图像，其中，栅格图像分辨率为其中，n为三维点云数据密度；

步骤六、对点云栅格化后的栅格图像中的信息点进行霍夫变换线结构检测，找到霍夫变换线的峰值点信息，确定点云栅格化后的栅格图像的线结构；

步骤七、用电力线高程、电力线长度和双曲正弦拟合误差对点云栅格化后的栅格图像的线结构进行约束优化，得到最终的电力线检测结果；即完成了一种基于机载LiDAR数据的城市区域电力线检测方法。

2.根据权利要求1所述一种基于机载LiDAR数据的城市区域电力线检测方法，其特征在于：步骤一中利用机载LiDAR系统对目标城区进行扫描，获取三维点云数据，根据高程分布统计直方图对三维点云数据设定高程阈值，将扫描出的三维点云数据中高度异常的极高点和极低点进行剔除得到粗差剔除后的LiDAR数据具体过程为：

(1)、当机载LiDAR传感器对地面目标进行扫描探测时，LiDAR系统会记录地面目标点的高程信息；

(2)、利用基于直方图分析的方法对异常高程记录即粗差点来进行粗差剔除。

3.根据权利要求2所述一种基于机载LiDAR数据的城市区域电力线检测方法，其特征在于：步骤一中三维点云数据中高度异常的极高点和极低点进行剔除具体过过程为：

(1)、基于直方图分析的方法对激光雷达获取的三维点云数据中的高度数据进行统计，绘出高度数据直方图；

(2)、根据高度数据直方图上下高程门限确定极高点和极低点的值范围，极高点和极低点的值范围内的数据点即是粗差剔除后的LiDAR数据。

4.根据权利要求1所述一种基于机载LiDAR数据的城市区域电力线检测方法，其特征在于：步骤四中阈值T根据三维点云数据密度和近邻点的个数，利用公式计算，其中k为近邻点集中的近邻点个数，n为三维点云数据密度，c为松弛常数。

5.根据权利要求1所述一种基于机载LiDAR数据的城市区域电力线检测方法，其特征在于：步骤五中对滤波后的点云进行栅格化，得到点云栅格化后的栅格图像用含0或1的二值图像来表示栅格点中是否有滤波后的点云信息。