一种交跨线确定方法和装置与流程

本发明实施例涉及交跨线识别技术，尤其涉及一种交跨线确定方法和装置。

背景技术：

在电力巡线过程中，交跨线的识别和确定是重要的研究课题之一。其中，交跨线指在高压线路下交叉存在的其它电力线路。

现有技术中，大多通过直升机搭载红外摄像仪、数码摄像机和照相机等设备，在直升机飞行的同时，对途经的电力线路进行观察，获取电力线路走廊可见光和红外影像，然而通过这种方式确定的交跨线定位精度较低，很难判断交跨线到地面的距离，无法快速确定交跨线所在区域的三维线路走廊地形、地貌、地物和线路设施等信息。

技术实现要素：

本发明提供一种交跨线确定方法和装置，以实现对交跨线精确识别和定位。

第一方面，本发明实施例提供了一种交跨线确定方法，其特征在于，包括：

获取激光雷达设备扫描的点云数据；对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除；对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线。

可选的是，对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除包括：

将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据。

在上述任一方案中，可选的是，对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线之前，还包括：

如果所述点云数据缺失地面点云信息，则将所述缺失地面点云信息的点云数据添加到剔除后的点云数据中。

在上述任一方案中，可选的是，对剔除后的点云数据进行遍历包括：

由相邻杆塔的中心点坐标确定二维直线；

将所述二维直线预设范围内的点云数据作为索引点云，对所述索引点云进行遍历。

在上述任一方案中，可选的是，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线包括：

对所述点云数据进行欧式聚类，对欧式聚类后得到的每组数据进行随机抽样一致算法，将确定出的直线点云数据量与该组点云数据总量比值超过预设比例阈值的直线点云确定为交跨线。

第二方面，本发明实施例还提供了一种交跨线确定装置，包括：

点云数据获取模块，用于获取激光雷达设备扫描的点云数据；

点云数据处理模块，对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除；

交跨线确定模块，用于对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线。

可选的是，所述点云数据处理模块具体用于：

将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据。

在上述任一方案中，可选的是，所述点云数据处理模块还用于：

如果所述点云数据缺失地面点云信息，则将所述缺失地面点云信息的点云数据添加到剔除后的点云数据中。

在上述任一方案中，可选的是，所述交跨线确定模块具体用于：

由相邻杆塔的中心点坐标确定二维直线；

将所述二维直线预设范围内的点云数据作为索引点云，对所述索引点云进行遍历。

在上述任一方案中，可选的是，所述交跨线确定模块具体用于：

对所述点云数据进行欧式聚类，对欧式聚类后得到的每组数据进行随机抽样一致算法，将确定出的直线点云数据量与该组点云数据总量比值超过预设比例阈值的直线点云确定为交跨线。

本发明通过获取激光雷达设备扫描的点云数据；对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除；对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线，解决了现有技术中确定的交跨线定位精度较低，很难判断交跨线到地面的距离，无法快速确定交跨线所在区域的三维线路走廊地形、地貌、地物和线路设施等信息的问题，实现了交跨线的精确识别和定位。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的交跨线确定方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的交跨线确定方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的交跨线确定方法的流程图；

图4为本发明实施例四提供的交跨线确定方法的流程图；

图5为本发明实施例五提供的交跨线确定方法的流程图；

图6为本发明实施例六提供的交跨线确定装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的交跨线确定方法的流程图，本实施例可适用于对电力巡线设备获取的点云数据进行分析确定交跨线的情况，该方法可以由计算设备如计算机来执行，具体包括如下步骤：

步骤101、获取激光雷达设备扫描的点云数据。

其中，原始的点云数据获取的方式可以是由搭载激光雷达设备的直升机在执行电力巡线任务时，对直升机下方空间进行扫描以得到原始的点云数据。本步骤中将激光雷达设备扫描的点云数据作为原始数据用于后续确定该点云数据中的交跨线。

步骤102、对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除。

由于交跨线通常距离地面有一定高度，即获取的点云数据会存在大量的无效数据，由于该部分无效数据并不存在交跨线，进而无需进行后续算法来进行交跨线的确定。本方案中对点云数据进行网格划分，便于后续点云数据的分析处理的同时，依据点云信息的垂直空间特性，将大量无效的点云数据进行剔除，使得原始点云数据量大幅减少，提高了交跨线确定的效率。

步骤103、对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线。

本步骤中，通过聚类算法使得点云数据中相似度较高的点累计到一起，示例性的可以是K-MEANS算法、K-MEDOIDS算法、Clara算法或Clarans算法等。通过对点云数据进行聚类后，可以确定出直线点云，其中，该直线点云大部分为交跨线，但也可能存在误差，如树木的枝叶、建筑物等，此时通过随机抽样一致算法将误差排除以最终确定交跨线。

该交跨线确定方法的工作原理为：通过激光雷达设备获取三维点云数据，该三维点云数据包含了交跨线所在区域的三维线路走廊地形、地貌、地物和线路设施等信息，从该三维点云数据中在通过聚类和随意一致性算法确定出交跨线。

本发明通过获取激光雷达设备扫描的点云数据；对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除；对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线，解决了现有技术中确定的交跨线定位精度较低，很难判断交跨线到地面的距离，无法快速确定交跨线所在区域的三维线路走廊地形、地貌、地物和线路设施等信息的问题，实现了交跨线的精确识别和定位。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的交跨线确定方法的流程图，本实施例在实施例一的基础上，对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除时可以是：

将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据。

如图2所示，具体包括如下：

步骤201、获取激光雷达设备扫描的点云数据。

步骤202、将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据。

其中，该预设阈值要高于交跨线最低点到地面的距离，可以是20米。示例性的，在分层过程中，可以每10厘米作为一层，无点点云数据累积高度超过预设阈值意味着在该无点点云数据之上可能存在交跨线。此时剔除该层下的点云数据，可以极大减少后续确定交跨线的运算量。

步骤203、对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线。

本实施例的技术方案，通过将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据，解决了由点云数据确定交跨线时存在大量无效点云而导致运算速度较慢、效率不高的问题，实现了快速确定交跨线的目的。

实施例三

图3所示为本发明实施例三提供的交跨线确定方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线之前，还包括：

如果所述点云数据缺失地面点云信息，则将所述缺失地面点云信息的点云数据添加到剔除后的点云数据中。

如图3所示，具体包括如下：

步骤301、获取激光雷达设备扫描的点云数据。

步骤302、将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据。

步骤303、如果所述点云数据缺失地面点云信息，则将所述缺失地面点云信息的点云数据添加到剔除后的点云数据中。

示例性的，当遇到水域时，无法通过激光雷达设备确定出水域的点云数据，此时为保证确定出的交跨线的连续性，需要将缺失地面点云信息的点云数据补充到剔除后的点云数据中。具体的，可通过临近网格查找的方式确定出缺失地面点云信息的点云数据，举例而言，临近的两个网格的点云数据一个为地面点云数据一个为水域点云数据，此两个网格的数据差异性巨大，此时根据点云数据的连续性特点，确定出地面点云数据网格临近的网格为水域信息网格，此时，若该网格的点云数据信息被剔除，则将该网格的点云数据信息再次补充到点云数据中用以后续确定交跨线。

步骤304、对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线。

本实施例提供的技术方案，如果所述点云数据缺失地面点云信息，则将所述缺失地面点云信息的点云数据添加到剔除后的点云数据中，解决了遇到水域时确定的交跨线不连续的问题，使得确定出的交跨线完整、清晰。

实施例四

图4所示为本发明实施例四提供的交跨线确定方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，对剔除后的点云数据进行遍历包括：

由相邻杆塔的中心点坐标确定二维直线；将所述二维直线预设范围内的点云数据作为索引点云，对所述索引点云进行遍历。

如图4所示，具体包括如下：

步骤401、获取激光雷达设备扫描的点云数据。

步骤402、将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据。

步骤403、如果所述点云数据缺失地面点云信息，则将所述缺失地面点云信息的点云数据添加到剔除后的点云数据中。

步骤404、由相邻杆塔的中心点坐标确定二维直线，将所述二维直线预设范围内的点云数据作为索引点云，对所述索引点云进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线。

本步骤中，利用杆塔的位置建立索引点云，其中，预设范围可以是2米或3米，通过索引点云限制了点云数据的运算范围，进一步减小了聚类和随机一致性算法的数据总量，提高了运算效率。

本实施例提供的技术方案，由相邻杆塔的中心点坐标确定二维直线；将所述二维直线预设范围内的点云数据作为索引点云，对所述索引点云进行遍历，解决了点云数据处理量大，随机性强带来的处理效果较差的问题，提高了交跨线的确定效率。

实施例五

图5所示为本发明实施例五提供的交跨线确定方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线包括：

对所述点云数据进行欧式聚类，对欧式聚类后得到的每组数据进行随机抽样一致算法，将确定出的直线点云数据量与该组点云数据总量比值超过预设比例阈值的直线点云确定为交跨线。

如图5所示，具体包括如下：

步骤501、获取激光雷达设备扫描的点云数据。

步骤502、将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据。

步骤503、如果所述点云数据缺失地面点云信息，则将所述缺失地面点云信息的点云数据添加到剔除后的点云数据中。

步骤504、对剔除后的点云数据进行遍历，对所述点云数据进行欧式聚类，对欧式聚类后得到的每组数据进行随机抽样一致算法，将确定出的直线点云数据量与该组点云数据总量比值超过预设比例阈值的直线点云确定为交跨线。

本步骤中，给出了一种具体的确定交跨线的方式。在交跨线的确定过程中，将确定出的直线点云数据量与该组点云数据总量比值超过预设比例阈值的直线点云确定为交跨线，示例性的，该预设比例可以是50％。

本实施例提供的技术方案，对所述点云数据进行欧式聚类，对欧式聚类后得到的每组数据进行随机抽样一致算法，将确定出的直线点云数据量与该组点云数据总量比值超过预设比例阈值的直线点云确定为交跨线，解决了不易确定交跨线的问题，实现了交跨线的有效确定。

实施例六

图6所示为本发明实施例六提供的交跨线确定装置的结构图，本实施例可适用于对电力巡线设备获取的点云数据进行分析确定交跨线的情况，该交跨线确定装置的具体结构如下：

点云数据获取模块1，用于获取激光雷达设备扫描的点云数据；

点云数据处理模块2，对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除；

交跨线确定模块3，用于对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线。

该交跨线确定方法的工作原理为：通过激光雷达设备获取三维点云数据，该三维点云数据包含了交跨线所在区域的三维线路走廊地形、地貌、地物和线路设施等信息，从该三维点云数据中在通过聚类和随意一致性算法确定出交跨线。

本实施例的技术方案，通过获取激光雷达设备扫描的点云数据；对所述点云数据进行网格划分，依据点云信息的垂直空间特性，对所述点云数据进行无效数据的剔除；对剔除后的点云数据进行遍历，通过聚类和随机抽样一致算法确定交跨线，解决了现有技术中确定的交跨线定位精度较低，很难判断交跨线到地面的距离，无法快速确定交跨线所在区域的三维线路走廊地形、地貌、地物和线路设施等信息的问题，实现了交跨线的精确识别和定位。

在上述技术方案的基础上，所述点云数据处理模块2具体用于：

将所述点云数据按预设大小的网格进行等分，再根据预设高度对所述点云数据进行分层，依次从最底层开始连续累积无点点云数据，当所述无点点云数据累积高度超过预设阈值时，剔除当前高度以下的点云数据。

在上述技术方案的基础上，所述点云数据处理模2还用于：

如果所述点云数据缺失地面点云信息，则将所述缺失地面点云信息的点云数据添加到剔除后的点云数据中。

在上述技术方案的基础上，所述交跨线确定模块3具体用于：

由相邻杆塔的中心点坐标确定二维直线；

将所述二维直线预设范围内的点云数据作为索引点云，对所述索引点云进行遍历。

在上述技术方案的基础上，所述交跨线确定模块3具体用于：

对所述点云数据进行欧式聚类，对欧式聚类后得到的每组数据进行随机抽样一致算法，将确定出的直线点云数据量与该组点云数据总量比值超过预设比例阈值的直线点云确定为交跨线。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。