[发明专利]一种基于机载LiDAR数据的电力线提取及建模方法

摘要

本发明公开了一种基于机载LiDAR数据的电力线提取及建模方法，包括步骤：一、LiDAR点云数据获取：采用机载LiDAR测量系统获取点云数据；二、电力线提取及建模：201、电力线提取：利用Hough变换直线检测并获得多个直线点集，对各直线点集进行单根电力线检测，直至检测出所有电力线；单根电力线检测过程包括最小二乘法直线拟合和单根电力线点云数据识别；202、电力线建模：以抛物线为建模模型，采用最小二乘法进行曲线拟合，获得电力线模型。本发明方法步骤简单、实现方便且使用效果好，电力线的提取精度高，所建电力线模型准确，能有效解决现有电力线提取及建模方法存在的电力线识别不准确、对数据质量要求高等问题。

主权项

一种基于机载LiDAR数据的电力线提取及建模方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、LiDAR点云数据获取：采用机载LiDAR测量系统获取输电线路的点云数据，并将所获取点云数据传送至数据处理设备，所述点云数据中包含所述输电线路中相邻两个电塔之间多个测点的三维坐标，且输电线路中相邻两个电塔之间的多个测点在X‑Y平面上的二维坐标组成二维数据集；其中，X‑Y平面为X‑Y轴平面直角坐标系所在的水平面；所述输电线路包括架设于相邻两根所述电塔之间的M根电力线，其中M为正整数且M≥2；步骤二、电力线提取及建模：采用所述数据处理设备对步骤一中所述输电线路的点云数据和二维数据集进行处理，并完成M根电力线的提取及建模，过程如下：步骤201、电力线提取：利用Hough变换进行直线检测，从步骤一中所述二维数据集中检测出多个直线点集，并对通过Hough变换检测出的各直线点集分别进行单根电力线检测，直至检测出M根电力线；每个所述直线点集中均包括位于同一直线上的多个测点的二维坐标；其中，对任一个直线点集进行单根电力线检测时，过程如下：步骤Ⅰ、最小二乘法直线拟合：利用最小二乘法对当前所处理直线点集进行直线拟合，获得该直线点集所处直线l的直线方程，记作ax+by+c＝0；步骤Ⅱ、单根电力线点云数据识别：从所述二维数据集中找出与直线l之间的距离d小于c₀的所有测点，所找出的所有测点组成当前所检测电力线的电力线点集，所述电力线点集中包括当前所检测电力线上的多个测点的二维坐标；其中，c₀为预先设定的阈值且c₀≤D，D为M根电力线中最粗电力线的直径；步骤202、电力线建模：对步骤201中提取出的M根电力线分别进行建模，且M根电力线的建模方法均相同；对任一根电力线进行建模时，先根据步骤一中所述点云数据，获取该电力线的电力线点集中多个测点的三维坐标；之后，以抛物线为建模用数学模型，并采用最小二乘法进行曲线拟合，获得该电力线的数学模型。