[发明专利]基于点云数据对变电站绝缘子进行建模的方法

权利要求书

1.一种基于点云数据对变电站绝缘子进行建模的方法，其特征在于，包括步骤：

(1)采用多次扫描的方式采集变电站绝缘子的点云数据，所述点云数据至少包含三维坐标数据；

(2)将多次扫描获得的变电站绝缘子的点云数据进行拼接，以实现点云数据所包含的三维坐标数据的归一化；

(3)对点云数据进行消噪处理；

(4)对消噪后的点云数据进行抽稀；

(5)根据抽稀后的点云数据，提取绝缘子中心线，并以绝缘子中心线为z轴建立空间直角坐标系；

(6)以XOZ平面为对称面，提取平行于XOZ平面的绝缘子点云数据，生成绝缘子XOZ面的点云切片；

(7)基于绝缘子的点云切片，用二维多义线勾勒绝缘子的二维轮廓线，并经绝缘子中心线形成闭合曲线；

(8)以二维轮廓线上的点为旋转对象，以绝缘子中心线为旋转轴进行三维旋转，得到绝缘子模型。

2.如权利要求1所述的基于点云数据对变电站绝缘子进行建模的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，采用“自动消噪-手动消噪-自动消噪”依次更替循环的方式对点云数据进行消噪处理。

3.如权利要求2所述的基于点云数据对变电站绝缘子进行建模的方法，其特征在于，循环的次数至少为一次。

4.如权利要求1所述的基于点云数据对变电站绝缘子进行建模的方法，其特征在于，所述点云数据还包含颜色信息和反射强度信息的至少其中之一。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的基于点云数据对变电站绝缘子进行建模的方法，其特征在于，所述步骤(4)包括：

对于任意一区域内的点云数据，计算各个点的法向量；

寻找临近区域内与计算得到的法向量相似的点以及法向量突变的点，其中将法向量相似的点作为待删减点，将法向量突变的点作为保留点；

然后根据选定的比例对法向量相似的点进行删减。

6.如权利要求5所述的基于点云数据对变电站绝缘子进行建模的方法，其特征在于，判断法向量相似以及法向量突变的方法为：计算两个法向量间的夹角，若所述夹角小于等于设定的阈值，则判断为法向量相似；若所述夹角大于所述阈值，则判断为法向量突变。

7.如权利要求1所述的基于点云数据对变电站绝缘子进行建模的方法，其特征在于，所述步骤(5)包括：

(5a)测量绝缘子相邻两个伞裙间的间距l；

(5b)寻找绝缘子最下端的伞裙，在其下方l/2距离处选取一点作为断面初始点P；

(5c)以断面初始点P所在的水平面为初始平面，提取该平面内的绝缘子圆柱横断面S₁；

(5d)以圆柱横断面S₁为起点，以相邻两伞裙间距l为间距，以竖直方向为平移方向，分别提取绝缘子点云数据中所有的圆柱横断面S₂、S₃...S_n；

(5e)分别在每一个绝缘子圆柱横断面点云上选取至少三点，依据该至少三点创建特征圆，以得到一系列的横断面特征圆；

(5f)提取每一个横断面特征圆的圆心O_i(x_i，y_i，z_i),并依此计算绝缘子的理论圆心

(5g)经过O_n(x_n，y_n，z_n)的直线即为绝缘子的中心线，并以该中心线为z轴建立空间直角坐标系。