[发明专利]一种基于激光点云的变电站电缆沟道三维模型构建方法

权利要求书

1.一种基于激光点云的变电站电缆沟道三维模型构建方法，其特征在于，包括：

获取电缆沟道激光点云数据、并切分电缆沟道点云数据，获得划分后的电缆沟道点云；

基于划分后的电缆沟道点云，提取电缆沟道壁点云，并将电缆沟道壁点云采用平面模型进行拟合，获得电缆沟道壁模型；

基于电缆沟道壁模型，识别电缆沟道内的电缆支架点云，并将识别出的电缆支架点云数据用长方体模型进行拟合，获得电缆支架模型；

基于电缆沟道壁模型和电缆支架模型构建电缆沟道三维几何模型。

2.如权利要求1所述的一种基于激光点云的变电站电缆沟道三维模型构建方法，其特征在于，所述获取电缆沟道激光点云数据、并对电缆沟道点云数据切分，包括：

采用地面式或地下空区式三维激光扫描仪扫描获取电缆沟道激光点云数据，每隔一段距离设置一站扫描点；

采用点云拼接软件对各站扫描点的点云数据进行拼接；

将电缆沟道点云数据置于俯视图下，沿电缆沟道走向每隔一定距离人工标注电缆沟道中心点，其中，电缆沟道转角处必须标注；

根据标注的中心点拟合出代表电缆沟道走向的直线方程；

根据直线方程对电缆沟道点云数据进行切分，获得划分后的电缆沟道点云；

采用统计分析方法滤除电缆沟道点云中的离群点。

3.如权利要求2所述的一种基于激光点云的变电站电缆沟道三维模型构建方法，其特征在于，所述获得电缆沟道壁模型的步骤，包括：

对划分后的电缆沟道点云进行体素下采样，减少点云数量；

采用随机抽样一致算法提取电缆沟道壁四个平面点云；

将提取出的电缆沟道壁的四个平面点云分别用四个平面方程拟合，获得平面方程P1、P2、P3、P4，其中P1和P2为垂直于地面的电缆沟道的两个侧平面，P3和P4为平行于地面的电缆沟道的底面和顶面；

计算每个平面方程的法向量，检验相邻平面是否为相互垂直；

计算每两个相邻平面所形成的交线，构建出封闭长方体，滤除长方体外的点云。

4.如权利要求3所述的一种基于激光点云的变电站电缆沟道三维模型构建方法，其特征在于，所述获取电缆支架模型的步骤，包括：

提取四个平面所形成的封闭长方体内的点云q；

由P1和P2求取中间平面PO；

以中间平面PO为分界线，将点云q分成两部分点云q1和点云q2；

分别在点云q1和点云q2中采用随机抽样一致算法对其中的直线点云进行提取；

对每条直线点云采用直线方程拟合，计算直线点云上每个点到直线的距离{d₁,d₂,...,d_n}，其中，n为该条直线点云点的数量，取dist＝max{d₁,d₂,...d_n}，并令为该电缆支架的横截面宽度；

计算直线点云在直线方程上的投影长度，以此作为该电缆支架的长度。

5.如权利要求4所述的一种基于激光点云的变电站电缆沟道三维模型构建方法，其特征在于，所述构建电缆沟道三维几何模型的步骤，包括：

根据电缆支架模型的每条直线方程与电缆沟道壁模型平面的交点{P₁,P₂,...,P_m}，其中，m为电缆支架的数量，获得各电缆支架的位置；

将获取的电缆支架模型依次置于对应交点处；

生成glTF格式的电缆沟道三维几何模型。