CN110084819A - 一种基于空间关系的激光点云输电线路分割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于空间关系的激光点云输电线路分割方法，它包括：将输电线路激光点云三维数据投影到XOY平面；计算出线路激光点云数据的凸包；分别计算出左右方向的凸包的节点距离杆塔平面坐标连线方程的最大距离，如果左右方向的距离的和超过1米，利用最小二乘法进行直线拟合，形成2条左右边；计算出输电线路激光点云数据到左右边线的距离；将在XOY平面上分割后的输电线路激光点云数据投影到XOZ平面上，计算出线路激光点云数据的凸包；顺序取出凸包的节点并连接成线，根据连接线的走向，分割出输电线路激光点云数据，直至完成输电线路激光点云数据的分割；解决了现有技术不能保证激光点云数据分股的准确性等技术问题。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种基于空间关系的激光点云输电线路分割方法。
背景技术
基于激光点云的输电线路分股计算方法是输电线路激光点云数据分析及展示的重要及关键步骤，分股后的激光点云数据直接影响激光点云数据分析质量及展示效果。目前激光点云数据的分股方法多依据电力线的高度信息，利用输电线路激光点云数据和投影后的激光点云数据高程差进行判断，不能保证激光点云数据分股的准确性。当前电力线分割算法的研究中仍然存在一些问题，可以归纳总结为：1)主要研究电力线相对完整的点云，对电力线缺失点云分割研究不够；2)总结电力线模型不完整，研究主要集中在电力线在XOY平面投影不重合的模型，对电力线在XOY平面投影重合模型研究不够；3)对不同电力线点云数据需要调整分割参数，工程应用性不好，实现难度大。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种基于空间关系的激光点云输电线路分割方法，以解决现有技术中针对激光点云输电线路分割存在的利用输电线路激光点云数据和投影后的激光点云数据高程差进行判断，不能保证激光点云数据分股的准确性等技术问题。
本发明技术方案：
一种基于空间关系的激光点云输电线路分割方法，它包括：
步骤1、将输电线路激光点云三维数据投影到XOY平面；
步骤2、计算出线路激光点云数据的凸包；
步骤3、获取凸包的节点，顺序取出凸包的节点，根据杆塔平面坐标连线方程，计算出凸包节点在平面坐标连线方程的左右方向，左右方向的凸包的节点分别存储；
步骤4、分别计算出左右方向的凸包的节点距离杆塔平面坐标连线方程的最大距离，如果左右方向的距离的和不超过1米，则认为是一条线，进入步骤6；否则进入步骤5；
步骤5、将左右方向的凸包节点利用最小二乘法进行直线拟合，形成2条左右边，计算出输电线路激光点云数据到左右边线的距离，如果距离不超过1米，则认为是左右边线的点并将左右边线的点进行分别存储；将距离超过1米的激光点云数据单独存储并进入步骤1；
步骤6、将在XOY平面上分割后的输电线路激光点云数据投影到XOZ平面上，并计算出线路激光点云数据的凸包；
步骤7、获取步骤6的凸包的节点，顺序取出凸包的节点，将节点的连接成线，根据连接线的走向，分割出输电线路激光点云数据，直至完成输电线路激光点云数据的分割。
所述凸包为将线路激光点云数据最外层的点连接起来构成的凸多边形。
本发明的有益效果：
本发明针对电力线点云数据的空间位置关系，首先在XOY平面计算出电力线激光点云数据的凸包，根据凸包的节点连线与电力线激光点云数据的位置关系，计算出电力线激光点云所属的线，完成在XOY平面对电力线点云数据的分割；进一步为了避免电力线在XOY平面投影重合的情况，本发明进一步将在XOY平面分割后激光点云数据投影在XOZ平面，在XOZ平面对在XOY平面分割后激光点云数据进行再次分割，避免了输电线路激光点云数据在在XOY平面上可能存在重合或者距离过小的情况导致的输电线路分割上存在误分割的问题；本发明通过提取凸包节点获取线路激光点云数据最外层的点来进行电力线分割，当电力线中间点云存在缺失时，仍不影响电力线点云外部凸包提取，从而解决了现有技术对于电力线点云缺失情况应用效果不佳的问题；同时，本发明中设定的参数均为固定参数，适用于所有电力线点云数据，无需根据不同数据调整参数。通过本发明可解决电力线分割依赖点云数据质量、对不同电力线点云数据需要调整分割参数、总结电力线模型不完整等问题导致的激光点云数据分股的准确性差等问题；为基于电力线分割后进行电力线矢量化展示、各工况下电力线模拟计算打下坚实基础；解决了现有技术中针对激光点云输电线路分割存在的利用输电线路激光点云数据和投影后的激光点云数据高程差进行判断，不能保证激光点云数据分股的准确性等技术问题。
具体实施方式
一种基于空间关系的激光点云输电线路分割方法，它包括：
步骤1、将输电线路激光点云三维数据投影到XOY平面；
步骤2、计算出线路激光点云数据的凸包，凸包就是将最外层的点连接起来构成的凸多边形，它能包含点集中所有的点；
步骤3、获取凸包的节点，顺序取出凸包的节点，根据杆塔平面坐标连线方程，计算出凸包节点在平面坐标连线方程的左右方向，左右方向的凸包的节点分别存储；
步骤4、分别计算出左右方向的凸包的节点距离杆塔平面坐标连线方程的最大距离。如果左右方向的距离的和不超过1米，则认为是一条线，进入步骤6；否则进入步骤5；
步骤5、将左右方向的凸包节点利用最小二乘法进行直线拟合，形成2条左右边，计算出输电线路激光点云数据到左右边线的距离，如果距离不超过1米，则认为是左右边线的点并将左右边线的点进行分别存储；将距离超过1米的激光点云数据单独存储，进入步骤1。
到了该步骤后，就完成了输电线路激光点云数据在XOY平面上的分割。由于输电线路激光点云数据在在XOY平面上可能存在重合或者距离过小的情况下，会导致输电线路分割上存在误分割的情况，需要在XOZ平面上进行检查；
步骤6、将在XOY平面上分割后的输电线路激光点云数据投影到XOZ平面上，计算出线路激光点云数据的凸包；
步骤7、获取步骤6凸包的节点，顺序取出凸包的节点。根据节点的连接成线，根据连接线的走向，分割出输电线路激光点云数据；直至完成输电线路激光点云数据的分割。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种基于空间关系的激光点云输电线路分割方法，它包括：
步骤1、将输电线路激光点云三维数据投影到XOY平面；
步骤2、计算出线路激光点云数据的凸包；
步骤3、获取凸包的节点，顺序取出凸包的节点，根据杆塔平面坐标连线方程，计算出凸包节点在平面坐标连线方程的左右方向，左右方向的凸包的节点分别存储；
步骤4、分别计算出左右方向的凸包的节点距离杆塔平面坐标连线方程的最大距离，如果左右方向的距离的和不超过1米，则认为是一条线，进入步骤6；否则进入步骤5；
步骤5、将左右方向的凸包节点利用最小二乘法进行直线拟合，形成2条左右边，计算出输电线路激光点云数据到左右边线的距离，如果距离不超过1米，则认为是左右边线的点并将左右边线的点进行分别存储；将距离超过1米的激光点云数据单独存储并进入步骤1；
步骤6、将在XOY平面上分割后的输电线路激光点云数据投影到XOZ平面上，并计算出线路激光点云数据的凸包；
步骤7、获取步骤6的凸包的节点，顺序取出凸包的节点，将节点的连接成线，根据连接线的走向，分割出输电线路激光点云数据，直至完成输电线路激光点云数据的分割。
2.根据权利要求1所述的一种基于空间关系的激光点云输电线路分割方法，其特征在于：所述凸包为将线路激光点云数据最外层的点连接起来构成的凸多边形。
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Non-Patent Citations (1)
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