[发明专利]基于三维激光点云的变电站施工机械路径规划方法和系统

权利要求书

1.一种基于三维激光点云的变电站施工机械路径规划方法，其特征在于：所述变电站施工机械路径规划方法包括以下步骤：

步骤1：对变电站的待测区域进行全景扫描，获取所述待测区域三维点云数据作为实际扩建现场目标数据；

步骤2：对所述实际扩建现场目标数据进行处理，根据所述实际扩建现场目标数据生成实际扩建现场的三维激光点云模型，并计算得到实际扩建现场中施工机械的坐标、两两施工机械间的尺寸及参数；

步骤3：对所述实际扩建现场中施工机械的坐标、两两施工机械间的尺寸及参数进行曲面重构造型，得到所述实际扩建现场对应的虚拟扩建现场；

步骤4：基于所述虚拟扩建现场进行所述实际扩建现场中物体的添加，并对两两所述物体进行安全距离标注，进而按照最优路径原则进行适应性匹配而得到不同所述施工器械的最佳作业路径。

2.根据权利要求1所述的基于三维激光点云的变电站施工机械路径规划方法，其特征在于：所述步骤2中，对所述实际扩建现场目标数据进行处理前，对所述实际扩建现场目标数据进行识别提取，包括以下步骤：

步骤1-1：基于Retinex算法对所述实际扩建现场目标数据进行多尺度Retinex色彩图像增强，得到还原或者增强的色彩图像；

步骤1-2：将获取的所述还原或者增强的色彩图像转换到HSV色彩空间模型，以单独提取色调分量不变的图像信息，并分离易受环境干扰而进行亮度分量自改变的图像信息；

步骤1-3：基于已知的目标色调取值分布对所述色调分量不变的图像信息进行二值化处理。

3.根据权利要求2所述的基于三维激光点云的变电站施工机械路径规划方法，其特征在于：所述步骤1-1中，先进行单通道色彩图像增强，再通过对单通道Retinex输出的加权求和进行多尺度Retinex色彩图像增强。

4.根据权利要求3所述的基于三维激光点云的变电站施工机械路径规划方法，其特征在于：单通道色彩图像增强的计算公式为：

R_i(x,y)＝logP_i(x,y)-log[G(x,y)*P_i(x,y)]

其中，P_i(x,y)和R_i(x,y)分别为第i个通道上输入图像在(x,y)位置处的像素值和Retinex增强后在相应位置的输出值，G(x,y)为满足类高斯分布的卷积核，字符“*”为卷积运算符，G(x,y)的表达式为：

式中，(x²+y²)为高斯环形分布空间的尺度固定常数，σ为标准差，K为用于使高斯分布概率和为1的调节系数，如下式所示：

∫∫G(x²+y²)dxdy＝1

对单通道Retinex输出的加权求和的计算公式为：

其中，为第i个通道的MSR输出，w_n是第n个尺度的加权值，R_ni是第n个尺度中第i个通道的Retinex输出，N为尺度的个数。

5.根据权利要求2所述的基于三维激光点云的变电站施工机械路径规划方法，其特征在于：所述步骤1-3中，进行二值化处理的方法为：将落在目标色调区域的像素点赋最大值白色，其他点赋最小值黑色：

其中，P(x,y)为像素值，Hue(x,y)为所述色调分量不变的图像信息对应位置的色调值，和分别为第n个连续色调区间的最大值和最小值。