[发明专利]一种用于输电线路交叉跨越分析的激光点云分类方法

摘要

本发明公开了一种用于输电线路交叉跨越分析的激光点云分类方法，该方法包括S1、基站架设；S2、飞行规划；S3、POS解算；S4、点云数据生成；S5、点云数据去噪；S6、点云滤波；S7、基于拓扑约束的电力设施点云分类；S8、电力线模型重建；S9、判断出地物是否危险。本方法具有较高的计算效率，对不同电压等级的输电设施具有较好的适应性，分类精度也比较高，对输电配电线路也具有较好的分类精度整体方案成本及铺设复杂度相对较低。基于激光点云自动分类可以有效提取输电线路交叉跨越点，为交叉跨越隐患分析提供数据和决策依据。

主权项

1.一种用于输电线路交叉跨越分析的激光点云分类方法，其特征在于，包括S1、基站架设GPS基站点布设采用三角形网的形式进行，GPS基站点沿线路走向布设；S2、飞行规划飞行器沿着线路两侧平行线路往返飞行，旁向重叠度要保证30％以上，测区平均点云密度不低于30点/平方米，数据覆盖以线路中心线为中心，两边外扩不少于60米；S3、POS解算对地面基准站GPS接收机采集的数据和飞行器机载GPS接收机接收的数据进行载波相位差分处理，得到飞行平台三维坐标；S4、点云数据生成搭载于飞行器中的激光雷达系统向地面发射激光脉冲，获得电力线点云数据，并接受地面反射回来的反射脉冲并同时记录所用时间，计算出激光雷达系统到地面的距离，结合飞行平台三维坐标计算出地面点的三维坐标；S5、点云数据去噪对步骤S4所获得电力线点云数据以及生成的地面点的三维坐标点云数据进行去噪，用三维网格划分点云数据，统计每个网格中落入的点的个数，并判断周边网格中是否存在点；若网格中点数少于一定数量并且周边网格中不存在点，则判定该点为噪音点；S6、点云滤波对步骤S5去噪后的电力线点云数据以及地面点的三维坐标点云数据采用不规则三角网法进行滤波：先选择种子点构建一个粗略的地面三角网，剩余的点为非地面点，然后逐渐从非地面点中选择符合要求的点向初始粗略三角网中添加构成新的网，迭代计算，直到所有的点分为地面点和非地面点为止；S7、基于拓扑约束的电力设施点云分类采用Adaboost算法的训练模型直接对点云滤波后的电力线点云数据进行二分类，对电力线点进行粗分类，确定电力线点的关键位置；S8、电力线模型重建根据步骤S7确定的电力线点的关键位置，并根据电力线的根数、分裂线数、空间配置结构保持不变的特性，采用连通成分分析，获得单根导线，然后计算导线的悬链线方程，得到导线的矢量化模型表达式：其中,k＝σ0/g,σ0是导线最低点的张力，g是导线比载，C1和C2是积分常数，其值根据坐标原点的位置及初始条件而定；并根据导线的矢量化模型得到本体线路；S9、判断出地物是否危险在分类地物中寻找与本体线路在水平投影相交的地物，然后计算该地物与本体线路的交叉垂直距离；再根据本体线路的电压等级、地物类型、地理环境参数在标准规定中寻找该地物与本体线路之间的安全距离，如果计算的交叉垂直距离大于标准规定的安全距离，则认为该地物是危险地物，给出预警。