[发明专利]一种基于三维格网的变电站场景下的点云自动分类方法

说明书

本发明涉及电力自动化领域，具体涉及一种基于三维格网的变电站场景下的点云自动分类方法，利用无人机巡检的三维点云数据，去噪后降采样划分格网，再利用电力线的和电力杆塔的空间特征对格网进行粗分类；利用电力线的空间线特征，对电力线进行修正和补全；利用电力杆塔和电力线的空间关系，对电力杆塔类别修正并计算电力杆塔中心，并以此为种子点，进行聚类分割，然后上采样得到精确的电力杆塔和电力线点云分类。该分类方法能够建立精确的电力杆塔与电力线空间位置与三维模型，用于规划无人机巡线路，有效提高了巡检效率。对于不同的电力场景下，具有较高的准确度和鲁棒性。

技术领域

本发明属于电力自动化领域，尤其涉及一种基于三维格网的变电站场景下的点云自动分类方法。

背景技术

变电设备的相关巡视工作是电力设备在日常运行过程中的一个及其重要的组成部分，巡视工作保证了电力设备是否能够安全的运行。以期为电力企业管理过程中提供参考。为保证变电安全运行，设备巡视工作一直以来都是整个变电所在运行过程中的核心工作。其主要目的就是为了对当前设备的运行状态进行检查，从而第一时间发现设备运行过程中所存在的缺陷，促使设备能够安全、可靠、稳定的运行。但就目前对绝大多数变电所的巡视工作来看，仍然存在着较大的问题，部分巡检人员在进行巡检的过程中，对于巡视工作自身所具有的重要性不够重视，巡视工作的质量不高，无法保证设备能够正常运行，这对变电所的安全设备来说，埋下了巨大的安全隐患。

电力巡视的内容主要是指设备在正常运行的情况下，从设备的外观来直接观察变电设备有无任何异常，工作中还包括了设备的简单维护管理工作。设备巡视的主要目的就是为了确认设备在运行的过程中有无突然变化，有无任何异物落入的设备运行过程中，人为损坏等因素的出现，第一时间发现事故的出现，避免任何危害情况。

利用无人机巡检，可以有效提高巡检效率，自动检测设备异常，但无人机巡检需要知道电力杆塔与电力线的空间位置，用以规划线路。还对容易出现问题的巡检重点区域进行定位，如绝缘子串、耐张管定位和电力走廊树障距离等。同时需要建立精确的电力杆塔与电力线空间位置与三维模型。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供提出了一种基于三维格网的电力杆塔和电力线点云方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于三维格网的变电站场景下的点云自动分类方法，包括以下步骤：

步骤1、获取电力线路的三维点云数据，将三维点云数据去噪后降采样，然后格网化，利用线塔的空间关系，得到粗分类的目标格网；

步骤2、基于格网的基本类别，利用电力线空间线特征对电力线进行修正与补全；

步骤3、基于电力杆塔与电力线的空间关系，提取电力杆塔的中心，并以此为种子点进行聚类得到精细的电力杆塔点云，上采样得到分类点云。

在上述基于三维格网的电力杆塔和电力线点云方法中，步骤1的实现包括以下步骤：

步骤1.1、将无人机扫描获取的三维点云数据去噪，按预设噪声半径划分格网，在预设的范围内统计其他点的数目，若计算的点的数目少于设定阈值个数则被认定为噪声；

步骤1.2、按照设定的空间间隔在点云空间中生成格网，每个格网范围内取第一点作为降采样后的坐标，完成降采样；

步骤1.3、利用预设的宽度为降采样后的点云划分格网，利用预设参数对格网分层，将低于预设高度阈值的格网层预分为地面，有空白层的格网中非空白层预分为电力线层，预设高度阈值层处连续的格网为电力杆塔，从而得到粗分类的目标格网；连续的格网指阈值高度上一层的点的数目大于等于20。

在上述基于三维格网的电力杆塔和电力线点云方法中，步骤2的实现包括以下步骤：