配电线路激光点云自动分类提取方法与流程

本申请涉及配电网数据处理，特别是涉及配电线路激光点云自动分类提取方法。

背景技术：

1、树障隐患是造成线路单相接地、两相弧光短路以及断线故障的主要因素，传统树障测量分析仅能依靠红外测距仪、望远镜等设备完成，测距误差大、效率慢。

2、近年来，激光雷达扫描技术因其外业工作量少、测量精度高等特性，广泛应用于配电网线路通道隐患测量工作中。因激光点云为游离的点，不具备任何业务属性，难以支撑线路树障分析场景业务应用需求，需提前对点云模型中的杆塔、导线等特征进行标记分类。当前分类方式有两种，一是通过人工结合点云物体特征，手动进行标记框定赋值分类；二是对点云杆塔进行标记划档，而后逐档进行分类的半自动分类方式，现有方式数据处理慢、分类效率低，难以满足当前点云数据应用增长规模。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种配电线路激光点云自动分类提取方法，以至少解决上述相关技术中的不足。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种配电线路激光点云自动分类提取方法，包括以下步骤：

3、步骤一：构建配电线路的激光点云模型，并将所述激光点云模型中的点云按照预设尺寸划分成多个格网单元；

4、步骤二：利用各所述格网单元内点云的局部空间特征对各所述格网单元进行杆塔粗定位，以标记出对应的初步杆塔；

5、步骤三：对所述初步杆塔进行相对定位，以得到所述初步杆塔的定位坐标，并结合所述格网单元的尺寸划定所述初步杆塔的点云范围；

6、步骤四：将所述定位坐标为中心、所述点云范围内的点云作为杆塔候选点云，并对各所述杆塔候选点云进行定位分类，以得到对应的杆塔边界信息；

7、步骤五：根据所述定位坐标和所述杆塔边界信息设定走廊宽度阈值，并对所述走廊宽度内的点云进行导线检测分类，以实现导线的分类提取。

8、进一步的，所述步骤一包括：

9、构建配电线路的激光点云模型，并以点云平均距离为预设尺寸，对所述激光点云模型中的点云进行格网划分；

10、设定格网阈值，并利用所述格网阈值对格网划分后的点云进行点云过滤，以得到多个格网单元。

11、进一步的，所述步骤二包括：

12、计算出各所述格网单元内点云的局部空间特征，并通过设定格网单元特征阈值从各所述局部空间特征中筛选出符合要求的局部空间特征；

13、将所述符合要求的局部空间特征所对应的格网单元标记为初步杆塔。

14、进一步的，所述步骤三包括：

15、获取所述初步杆塔在预设邻域内的格网单元的点云，并计算出所述预设邻域内的格网单元的点云的平均坐标，以得到所述初步杆塔的粗筛坐标；

16、通过计算所述初步杆塔的粗筛坐标所分布的主方向，并按所述初步杆塔的粗筛坐标在主方向上的投影对杆塔坐标进行排序；

17、对排序后的初步杆塔的粗筛坐标进行线路方向正确性校验，以得到所述初步杆塔的定位坐标。

18、进一步的，所述步骤四包括：

19、根据所述定位坐标和所述杆塔边界信息内的点云作为杆塔候选点云，并根据不同电压等级设定不同的垂直分仓步长；

20、将所述杆塔候选点云从上之下按照所述垂直分仓步长划分为多个分仓，其中，每个分仓内都包含有部分杆塔候选电云；

21、为各所述分仓生成一个掩码二值图像，并统计出各所述掩码二值图像中的连通分量；

22、将相邻的分仓的掩码二值图像中存在交集的连通分量进行保留，并通过设定分量阈值确定各所述分仓的高程区间；

23、根据处理后的掩码二值图像中在掩码范围内的点云设置为杆塔类别。

24、进一步的，所述步骤五包括：

25、根据所述定位坐标和所述杆塔边界信息设定走廊宽度阈值，并对所述走廊宽度内的点云进行导线检测分类，以得到多个切片数据；

26、设定聚类相关阈值，并对各所述切片数据进行聚类，以得到对应的多个类簇；

27、计算出各所述类簇的线性系数，并将满足所述聚类相关阈值的线性系数标记为电力线候选电云；

28、对所述电力线候选电云进行再次聚类，并对再次聚类的类簇进行抛物线拟合，并根据拟合结果划分出电力线，以实现导线的分类提取。

29、相比于相关技术，本申请实施例提供的配电线路激光点云自动分类提取方法，通过采用格网化方式，对点云数据进行预处理，通过格网划分，提高点云处理过程检索效率，大幅提升点云分类性能的效果。结合划分的点云网格，采用设定空间阀值及格网均值和标准差，实现配网杆塔的定位分类。基于杆塔模型定位分类结果，对格网中的点云进行聚类、拟合分析，实现导线的分类提取。通过格网化点云数据逐一分析的方式，实现配网点云数据杆塔、导线模型的快速自动分类提取。

30、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.一种配电线路激光点云自动分类提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的配电线路激光点云自动分类提取方法，其特征在于，所述步骤一包括：

3.根据权利要求1所述的配电线路激光点云自动分类提取方法，其特征在于，所述步骤二包括：

4.根据权利要求1所述的配电线路激光点云自动分类提取方法，其特征在于，所述步骤三包括：

5.根据权利要求1所述的配电线路激光点云自动分类提取方法，其特征在于，所述步骤四包括：

6.根据权利要求1所述的配电线路激光点云自动分类提取方法，其特征在于，所述步骤五包括：

技术总结
本发明提供一种配电线路激光点云自动分类提取方法，方法包括：构建配电线路的激光点云模型，并将激光点云模型中的点云按照预设尺寸划分成多个格网单元；利用各格网单元内点云的局部空间特征对各格网单元进行杆塔粗定位，以标记出对应的初步杆塔；对初步杆塔进行相对定位，以得到初步杆塔的定位坐标，并结合格网单元的尺寸划定初步杆塔的点云范围；将定位坐标为中心、点云范围内的点云作为杆塔候选点云，并对各杆塔候选点云进行定位分类，以得到对应的杆塔边界信息；根据定位坐标和杆塔边界信息设定走廊宽度阈值，并对走廊宽度内的点云进行导线检测分类，以实现导线的分类提取。

技术研发人员：董顺虎,丁元杰,刘雨,陈文君,何炜,祁盛全,才项仁增,李积彪,徐超,冯小霞,王海青,童知娟
受保护的技术使用者：国网青海省电力公司果洛供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13