申请/专利权人：山东科技大学

申请日：2023-10-20

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117095318B

主分类号：G06V20/17

分类号：G06V20/17;G06V10/762;G06Q50/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2023.12.08#实质审查的生效;2023.11.21#公开

摘要：本发明公开了一种联合输电走向和塔架位置的高压输电线路提取方法，属于输电线系统故障诊断技术领域，包括如下步骤：采用直升机和无人机获取电力廊道场景原始点云数据；基于块约束的三维欧式聚类方法，对电力廊道场景原始点云数据进行聚类和分割；基于RANSAC算法定义线性率指标对电力线进行粗识别；利用粗识别的电力线确定高压输电廊道的线路走向；基于高程分布直方图统计和输电线路走向对塔架位置进行定位；利用塔架位置进行输电线路分档，并对电力线进行数学模型参数拟合。本发明充分结合电力廊道空间层次分布和电力线局部线性特点，实现电力廊道场景自动分档和电力线精细化提取。

主权项：1.一种联合输电走向和塔架位置的高压输电线路提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、采用直升机和无人机获取电力廊道场景原始点云数据；步骤2、基于块约束的三维欧式聚类方法，对电力廊道场景原始点云数据进行聚类和分割；步骤3、基于RANSAC算法定义线性率指标对电力线进行粗识别；具体过程为：步骤3.1、以式（1）作为拟合直线的数学表达式，利用RANSAC算法对每个分割对象拟合直线， 1；其中，和分别表示拟合直线上任一点的横、纵坐标，、和表示不同的拟合直线参数；步骤3.2、按式（2）所示，分别计算当前分割对象内每个点到拟合直线的距离； 2；其中，和分别表示任一点的横、纵坐标；步骤3.3、预先设定阈值，统计当前分割对象内到拟合直线的距离小于阈值的点所占的比率，该比率即为线性率指标；若当前分割对象内到拟合直线的距离小于阈值的点所占的比率大于等于90%时，则认为当前分割对象是线性；否则，为非线性；步骤3.4、对所有的分割对象完成线性判断后，完成电力线的粗识别；步骤4、利用粗识别的电力线确定高压输电廊道的线路走向；具体过程为：步骤4.1、对粗识别的电力线点云进行三维欧氏聚类；根据电力线在水平和垂直距离上的净空距离，执行三维欧氏聚类得到一系列的点簇，同一点簇内所有点属于同一条电力线；步骤4.2、利用RANSAC算法对同一点簇内所有点在水平方向上进行直线拟合，拟合数学表达式采用式（1），拟合的直线即定义了输电线路的局部走向；步骤5、基于高程分布直方图统计和输电线路走向对塔架位置进行定位；具体过程为：步骤5.1、根据电力线走向确定与电力线走向相垂直的方向；步骤5.2、在与电力线分布垂直方向内进行切片，对每个切片位置的所有点按Z坐标从小到大排序，根据机载点云密度设置高程区间等间隔为0.2m，并统计各个高程区间内点云的数量，得到高程分布直方图；步骤5.3、如果当前切片在各个高程区间都有点云，则认为当前切片位置为潜在的塔架位置；步骤6、利用塔架位置进行输电线路分档，并对电力线进行数学模型参数拟合；具体过程为：步骤6.1、利用潜在的塔架位置对输电线路进行分档，得到潜在的单档电力线点云；在垂直方向上将单条电力线定义为悬垂线；对于每条潜在的单档电力线点云，随机采样悬垂线上任意两点，计算出悬垂线方程，如式（3）所示， 3；其中，、和表示当前悬垂线方程的不同参数，、分别表示当前悬垂线上某点的横、纵坐标值；表示计算双曲余弦值；步骤6.2、对同一条潜在的单档电力线点云，重复采样1000次，计算得到1000个悬垂线方程；步骤6.3、基于3σ原则剔除1000个悬垂线方程中的粗差，并将剩余悬垂线方程的参数取平均作为初始值；步骤6.4、利用非线性最小二乘原则拟合悬垂线方程，并将距离悬垂线2m的点重新分类为电力线点，完成电力线数学模型的拟合精化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东科技大学 联合输电走向和塔架位置的高压输电线路提取方法

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