[发明专利]基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法

权利要求书

1.一种基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100：采集目标区域的点云数据：

步骤200：根据所述点云数据计算塔顶点的位置；

步骤300：计算杆塔点云分布直方图；

步骤400：根据所述直方图确定横担和地线位置；

步骤500：基于所述横担和地线位置，通过计算获得雷击保护角。

2.根据权利要求1所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，步骤100：采集目标区域的点云数据，具体方法是：

通过三维激光雷达扫描周围环境，采集周围环境的点云数据，将采集的周围环境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所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，步骤200：根据所述点云数据计算塔顶点的位置，具体方法是：

提取已经分类好的杆塔数据，计算塔杆点云数据包围盒，将包围盒中心作为杆塔点坐标，该杆塔点坐标在顺线路方向落在杆塔中心上。

4.根据权利要求3所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，步骤300：计算杆塔点云分布直方图，具体方法是：

将杆塔点云抽取出来,假设顺线路方向为Dir_顺，垂直线路方向为Dir_垂，天顶方向为Dir_天，则以步骤200所求杆塔中心为平面上一点，顺线路方向Dir_顺为平面法向，对杆塔进行平面投影,投影后，全部杆塔数据将被投影到以杆塔中心为原点，x轴为Dir_垂，y轴为Dir_天的二维平面坐标系中,将三维点云变成二维点云，对二维点云按预设高度进行分层，从而得到投影长度直方图和密度直方图。

5.根据权利要求4所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，对二维点云按预设高度进行分层，从而得到投影长度直方图和密度直方图的具体方法是：

将二维点云按每层高度为0.5m进行分层，分层后，计算每一层点云以原点为中心在Dir_垂方向上的投影，计算完成后，各个层的投影大小就形成了点云的投影长度直方图；

同时计算的还有各个层的点云的相对密度，计算完成后，形成密度直方图。

6.根据权利要求5所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，各个层的点云的相对密度的计算方式为：ε_i＝proj_biggest/num_i

其中，proj_biggest表示所有层中的最大投影值；num_i表示假设各个层的点个数，ε_i表示各个层的点云的相对密度。

7.根据权利要求6所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，步骤400：根据直方图确定横担和地线位置，具体方法为：

按照从最上层到最下层的顺序进行遍历，最上层作为地线层；

对每一层的点云，取上下各三层共7层点云，分别对其投影长度和点云密度进行对比，判断当前层是否为横担。

8.根据权利要求7所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，判断当前层是否为横担的判断标准为：

在投影长度直方图中，该当前层的投影值大于其余六层的投影值，即该当前层的投影值为局部峰值，即可判断满足第一个标准；

在密度直方图中，该当前层的密度大于密度阈值，即可判断满足第二个标准；

同时满足第一个标准和第二个标准的情况下，该当前层即可判断为横担层。

9.根据权利要求8所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，密度阈值设置为全部层密度的平均值ε_mean，该层的密度大于平均值ε_mean，即可判断满足第二个标准。

10.根据权利要求8所述的基于高精度三维点云数据计算雷击保护角的方法，其特征在于，步骤500：基于横担和地线位置，计算雷击保护角，具体方法是：

基于步骤400中获取的横担层和地线层，分别求出横担层和地线层投影最大的点云，通过计算得到雷击保护角。