[发明专利]一种基于激光点云数据的电力线悬挂点空间坐标提取方法

说明书

本发明公开了一种基于点云数据的电力线悬挂点空间坐标提取方法，它包括：步骤1、获取已分类的跨越多档的输电线路点云数据；步骤2、确定杆塔中心平面坐标；步骤3、确定每档电力线的准确分割平面；步骤4、悬挂点初步搜索；步骤5、缺失电力线局部重建；步骤6、搜索局部重建后的电力线相交点，通过本发明可解决现有技术存在的电力线悬挂点空间坐标提取不准确、提取方法鲁棒性差等技术问题。

技术领域：

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种基于激光点云数据的电力线悬挂点空间坐标提取方法。

背景技术：

近年来，机载激光雷达测量技术越来越多的应用在架空输电线路巡检工作中，它可精确、快速地量测线路走廊地物点到电力线的距离、电力线线间距离等，及时发现缺陷，实现危险区域的自动监测。而电力线在自然环境中大多以裸露形式存在，因此会受到气象条件等外界因素以及工况条件的影响，如高温、大风、覆冰等工况下电力线弧垂均会发生变化，电力线与地物的距离也在动态变化，静态的数据不能及时发现潜在的危险点，因而对各工况条件下的电力线进行模拟具有极大意义。

在模拟电力线时，电力线悬挂点是电力线模拟计算的基本点。然而，除在架空输电线路设计时可获取电力线悬挂点的设计位置外，目前并无其他方式来获取电力线悬挂点的位置。此外，由于线路施工过程中有可能会根据实地状况对输电线路做修改，所以设计图纸上的电力线悬挂点位置与实际的悬挂点位置不一定相同。因此，可通过激光点云数据提取电力线悬挂点空间坐标，目前大多算法只能实现通过点云投影的方式获取悬挂点的平面坐标，而获取不到三维空间坐标，少数提取电力线悬挂点空间坐标的现有技术也多采用检测局部高程极大值作为悬挂点坐标，这种方法对数据质量要求较高，仅适用于悬挂点附近电力线点云紧密、无断裂、无缺损及无粗差点、噪点的情况，但在实际数据处理过程中，由于激光扫描系统自身的误差、电力线悬挂点与杆塔的空间关系，在杆塔附近的电力线点云数据(也包括悬挂点附近电力线点云数据)通常会存在缺失或者被错分类到杆塔点云中。因此，利用现有技术，往往难以准确得到各电力线穿越杆塔时悬挂点的空间位置，且现有技术对于点云数据质量的鲁棒性较低，工程应用性不好。

因此，需要提供一种鲁棒性高、准确性高的电力线悬挂点空间坐标提取方法，实现悬挂点附近电力线点云完整、分类正确情况下以及悬挂点附近电力线点云缺失或分类错误情况下的电力线悬挂点空间坐标准确提取。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：提供一种基于激光点云数据的电力线悬挂点空间坐标提取方法，以解决目前电力线悬挂点空间坐标提取不准确、提取方法鲁棒性差等问题。

发明技术方案：

一种基于激光点云数据的电力线悬挂点空间坐标提取方法，它包括：

步骤1、获取已分类的跨越多档的输电线路点云数据：包括电力线点云数据和杆塔点云数据；

步骤2、确定杆塔中心平面坐标：对杆塔点云数据进行基于密度的聚类，聚类分割出每基杆塔相对应的点云数据其中n表示杆塔数，将聚类分割后的每基杆塔点云投影到XOY平面，提取各投影后的杆塔点云质心坐标作为该基杆塔中心的XOY平面坐标；

步骤3、确定每档电力线的准确分割平面：将各杆塔中心平面点依次连线，计算各点的角平分线Lⁱ(x,y)(首尾两个点的角平分线为垂直于该段连线的垂线)，过各角平分线Lⁱ(x,y)作垂直于XOY平面的XYZ空间平面Sⁱ(x,y,z)，并将空间平面Sⁱ(x,y,z)作为分割该基杆塔左右两档电力线的分割平面，根据电力线悬挂点与杆塔的位置关系可知，电力线悬挂点在分割平面附近或在分割平面上；