CN116245932A - 一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法 - Google Patents

一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法 Download PDF

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CN116245932A CN202310517364.6A CN202310517364A CN116245932A CN 116245932 A CN116245932 A CN 116245932A CN 202310517364 A CN202310517364 A CN 202310517364A CN 116245932 A CN116245932 A CN 116245932A
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Abstract

一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法,属于输电线路智能运检领域,包括:获取输电线路隐患点云和导线点云;对输电线路隐患点云和导线点云进行初始化,使输电线路点云和导线点云走向平行于点云空间坐标系;采用输电线路隐患点云和导线点云的平面坐标获取网格参数并初始化;通过网格参数获取不同网格中的点云;对不同点云数目的网格分别进行定制化评价,区分出需要与导线点云计算欧氏距离的网格;计算网格中点云与导线点云的网格最小欧氏距离,选取数值最小的网格最小欧氏距离为导线与输电线路隐患的最小距离。本发明通过对网格进行定制化评价去除大量不需计算与导线距离的网格中的点云,提高了算法的速度,保证了结果的准确性。

Description

一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法
技术领域
本发明属于输电线路智能运检领域,尤其是涉及一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展,电力输电线的数量也越来越多。与此同时,随着科技技术的不断发展和广泛运用,越来越多的新型数据被应用到输电线路巡检当中。其中点云作为一个能够表达输电场景景物信息空间位置的新型数据就是一个非常好的例子,目前越来越多的输电线路都已经完成了点云的获取和整理。申请号:202110745126.1,提出了将点云网格化应用于输电线路隐患点的快速检测中。
中国发明专利名称:一种基于点云的输电通道内隐患测距的方法,申请号:202110638339.4,公开的基于点云的输电通道内隐患测距的方法包括:分别选取输电通道图像中位于地面、左侧导线和右侧导线的若干点并记录下其在输电通道图像的像素坐标系中的二维坐标值与三维坐标值一一对应;将二维坐标值和三维坐标值按照彼此对应的点建立一一映射关系;使用基于深度学习的目标检测模型识别输电通道图像中的隐患,并框选出所述隐患,同时得到隐患在像素坐标系中的像素高度和二维坐标值;根据隐患在像素坐标系中的二维坐标值和像素高度,计算其在点云数据中的三维坐标值和高度值,进而求出隐患与导线的距离。
但是现有技术中对于点云的应用还存在非常多的问题,其中基于点云的隐患导线测距由于隐患和导线的点云数据都是几十万甚至是数百万个点之多,其计算严重影响了点云在输电场景的应用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法,通过对网格进行定制化评价去除掉大量不需要计算与导线距离的网格中的输电线路隐患点云,提高了算法的速度,同时保证了测距结果的准确性。
本发明采用的技术方案如下:
一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法,包括:
分别获取输电线路隐患点云和导线点云;
对输电线路隐患点云和导线点云进行位置和角度的初始化,使输电线路点云和导线点云走向平行于点云空间坐标系,并得到调整后的输电线路隐患点云和调整后的导线点云;
采用输电线路隐患点云和导线点云的平面坐标获取网格参数,并对网格参数进行初始化;
通过网格参数获取不同网格中调整后的输电线路隐患点云;
将导线左边网格、导线右边网格中输电线路隐患点云z轴的最高值,分别与左边最高点云点的高度值和右边最高点云点的高度值进行比较,确定需要进行测距处理输电线路隐患点云的评价标准,根据评价标准区分出需要与导线点云计算欧氏距离的网格;
计算网格中输电线路隐患点云与导线点云的网格最小欧氏距离,选取数值最小的网格最小欧氏距离为导线与输电线路隐患的最小距离。
本发明的有益效果为:
本发明通过对输电线路隐患点云和导线点云进行位置和角度的初始化能够减少由于导线点云与点云空间坐标系y轴之间由角度产生的网格获取繁琐的问题;本发明通过网格划分及对网格进行评价去除掉大量不需要计算与导线距离的网格中的点云,提高了算法的速度,同时保证了测距结果的准确性。
附图说明
图1 为本发明一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明:为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示,本发明提供了一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法,所述方法包括:通过激光雷达扫描,三维重建,单目重建等方法获取输电线路隐患点云和导线点云;通过对输电线路隐患点云和导线点云进行位置和角度的初始化使导线点云的走向平行于点云空间坐标系,然后通过输电线路隐患点云和导线点云的平面坐标初始化网格参数,并通过网格参数获取不同网格中的点云;通过对不同点云数目的网格分别进行定制化评价,区分出需要与导线点云计算欧式距离的网格,计算网格中点云与导线点云的网格最小欧式距离,最后选取数值最小的网格最小欧式距离作为导线与隐患的最小距离,实现高效准确的隐患导线测距。
在本发明实施例中,所述基于网格思想的输电线路隐患测距方法具体为:
步骤一、通过激光雷达扫描,三维重建,单目重建等方法获取到的输电线路隐患和导线点云。对输电线路隐患和导线点云分别进行位置初始化获取到位置调整后的导线点云和位置调整后的隐患点云,然后进行角度调整后的导线点云走向平行于点云空间坐标系,并获取调整后的输电线路隐患点云和调整后的导线点云,步骤一通过初始化数据,使导线点云和输电线路隐患点云同时发生改变,最终使得导线点云的走向平行于点云空间坐标轴。所述位置初始化:对x,y,z轴的数值进行加减运算,使得隐患点云和导线点云的数值发生变化;所述角度初始化是对点云进行旋转操作,使得隐患点云和导线点云的数值进一步变化。
步骤二、然后通过输电线路隐患点云和导线点云的平面坐标获取网格参数,并对网格参数进行初始化,网格参数主要包括网格宽度
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,网格长度h,网格数目ind和调整后的导线点云中心点/>
Figure SMS_2
。本发明确定网格是针对调整后的输电线路隐患点云进行分割处理,分割是指根据网格参数对调整后的输电线路隐患点云进行划分。
步骤三、初始化网格位置
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,初始化左边最高点云高度/>
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,左边初始网格位置/>
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步骤四、根据网格位置i,网格长度h,网格宽度w,输电线路隐患点云和网格位置以及调整后的导线点云中心点分别获取导线左边网格位置为i的网格内点云数据
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和导线右边网格位置为i的网格内点云数据/>
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步骤五、如果导线左边网格位置为i的网格内点云数据
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,然后转向步骤七。
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,然后转向步骤七。
步骤七、更新
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,如果i小于等于ind则跳转到步骤五,获取新的网格以及网格中的点云,如果i大于ind则计算导线隐患最小距离,完成导线隐患测距。
所述的输电线路隐患点云和导线点云,都是由3*N的数组组成,第一行数据描述的是点云在笛卡尔空间坐标系中x轴的位置,第二行数据描述点云在笛卡尔坐标系中y轴的位置,第三行数据描述点云在笛卡尔坐标系中z轴的位置,这样每3*1的行向量描述了点云中的一个点云点的空间位置。
对输电线路隐患和导线点云进行位置和角度的初始化,其中位置初始化是将以输电线路隐患或导线点云的x,y,z轴的最小值作为点云空间坐标系原点。其中输电线路隐患点云或导线点云的x,y,z轴的最小值
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计算方法如下:
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其中
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为输电线路隐患点云,/>
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为输电线路隐患点云或导线点云的x轴最小值,/>
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为取一维数组取最小值操作,/>
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取一维数组取最大值操作。
角度初始化是指首先计算点云空间坐标系y轴与导线点云走向之间的角度,然后通过计算得到的角度将点云空间坐标系y轴旋转至与导线点云走向平行位置。
其中点云空间坐标系y轴与导线点云走向之间的角度
Figure SMS_46
的计算如下:
首先获取位置调整后的导线点云
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x轴数值最大的50个值存入数组
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,获取位置调整后的导线点云/>
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为导线点云矫正后的最左边的点到导线点云矫正后的最右边的点的距离,/>
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为导线点云矫正后的最前边的点到导线点云矫正后的最后边的点的距离,/>
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是取绝对值操作,
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为反正切函数。
以输电线路隐患点云或导线点云的x,y,z轴的最小值作为点云空间坐标系原点为:根据输电线路隐患点云或导线点云的x,y,z轴的最小值
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,分别将输电线路隐患和导线点云中x,y,z轴的数值减去/>
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为位置调整后的隐患点云,/>
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分别为输电线路隐患或导线点云的x,y,z轴的最小值。
通过计算得到的角度将点云空间坐标系y轴旋转至与导线点云走向平行位置具体为:首先将点云空间坐标系y轴与导线点云走向之间的角度
Figure SMS_73
转为旋转矩阵R,该旋转有通用的转换步骤,以python中的/>
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为例,旋转矩阵R为:
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然后将旋转矩阵R分别与位置调整后的导线点云
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和位置调整后的导线点云/>
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相乘,得到调整后的点云。具体计算如下:
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为调整后的隐患点云。/>
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为旋转矩阵,
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为位置调整后的到隐患点云。
调整后的输电线路隐患点云
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的平面坐标具体为:所述调整后的输电线路隐患点云/>
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和调整后的导线点云/>
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的平面坐标位于由点云的x轴数值与y轴数值组成的平面坐标系中,所述平面坐标的计算方法如下:
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其中,
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为调整后的输电线路隐患点云平面坐标,/>
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为调整后的输电线路隐患点云。
对网格参数进行初始化具体为:
使用调整后的隐患点云的平面坐标计算获取后续使用的网格参数,网格参数主要包括网格宽度
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,网格长度h,网格数目/>
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和调整后的导线点云中心点/>
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,具体计算方式如下:
选取调整后的导线点云
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z轴上数值最小的20个点云/>
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,此处也可以选取调整后的导线点云/>
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z轴上数值最小的n个点云/>
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,其计算过程与20个点云相同,仅仅是参数的替换此处不做过多解释:
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为网格数目,/>
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为调整后的导线点云中心点,所述调整后的导线点云中心点是指导线点云x轴的数值中心,确定数值以后在网格点云的获取时能够方便的按x轴正负方向提取,/>
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是输电线路隐患点云在x轴上的最大值,/>
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是输电线路隐患点云在y轴上的最小值,/>
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是输电线路隐患点云在y轴上的最大值,/>
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()是指对括号中的数据进行取平均的操作。
通过网格参数获取不同网格中的输电线路隐患点云具体为:
以调整后的导线点云中心点
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为中心按照x轴数值分别向x轴正负方向按网格宽度w、网格长度h大小提取宽为w长为h矩形框中的点云,分别得到导线左边网格位置为i的网格内点云数据/>
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和导线右边网格位置为i的网格内点云数据/>
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,具体获取方式如下:
初始化网格位置
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,对于x轴负方向(向左)选取网格中的点云操作如下:
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其中,
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为导线左边网格位置为i的网格内点云数据,/>
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为矩形框宽度的最小值,/>
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为调整后的输电线路隐患点云中第一行中数值大于/>
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的列地址;
对于x轴正方向(向右)选取网格中的点云操作如下:
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为调整后的导线点云中心点。
对不同点云数目的网格分别进行定制化评价,具体为:
针对网格中不同数目的点云,以及左边网格与右边网格中点云z轴最高值与左边最高点云高度
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和右边最高点云高度/>
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之间进行比较,确定需要进行测距处理的点云的评价标准,评价策略如下:
S0、初始化左边最高点云高度
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S1、判断选取的网格中输电线路隐患点云是否小于100,如果是则该网格为需要计算与导线点云欧式距离的网格;反之则进行步骤S3;
S2、如果网格为导线左边网格,则获取网格中的最高点点云与左边最高点云高度的高度差
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,如果网格为导线右边网格,则获取网格中的最高点点云与右边最高点云高度的高度差/>
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是导线左边网格位置为i的网格内点云数据的高度信息,
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所述的需要计算与导线点云欧式距离的网格,是指由定制化评价评估得到的符合计算条件的网格。
计算网格中输电线路隐患点云与导线点云的网格最小欧氏距离,所述网格最小欧氏距离具体为:以右边需要计算与导线点云欧式距离的导线右边网格位置为i的网格内点云数据
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为取最小值操作。
下面结合实施例对本发明作出进一步说明。
实施例1
本实施例使用的数据为某输电检修公司使用单目重建技术获取到的一组输电线路隐患点云和导线点云,其中隐患为树障,输电线路隐患点云
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有658798个点云点,导线点云/>
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有65034个点云点组成。
A、输电线路隐患点云
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B、对输电线路隐患和导线点云进行位置初始化获取到位置调整后的导线点云
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。其中获取到的输电线路隐患或导线点云的x,y,z轴的最小值
Figure SMS_214
,点云空间坐标系y轴与导线点云走向之间的角度/>
Figure SMS_215
,旋转矩阵:
Figure SMS_216
最终得到的调整后的输电线路隐患点云:
Figure SMS_217
和调整后的导线点云:
Figure SMS_218
C、然后通过输电线路隐患和导线点云的平面坐标初始化网格参数,网格参数主要包括网格宽度
Figure SMS_219
,网格长度/>
Figure SMS_220
,网格数目/>
Figure SMS_221
和调整后的导线点云中心点/>
Figure SMS_222
D、初始化网格位置
Figure SMS_223
,初始化左边最高点云高度/>
Figure SMS_224
,左边初始网格位置/>
Figure SMS_225
,右边最高点云高度/>
Figure SMS_226
,右边初始网格位置/>
Figure SMS_227
E、根据网格位置
Figure SMS_228
,网格参数w、h,隐患点云和网格位置以及调整后的导线点云中心点分别获取导线左边网格位置为i的网格内点云数据/>
Figure SMS_229
和导线右边网格位置为i的网格内点云数据/>
Figure SMS_230
Figure SMS_231
为例,得到的左边网格内点云数据:/>
Figure SMS_232
F、如果导线左边网格位置为i的网格内点云数据
Figure SMS_235
内点云数目大于100,则计算/>
Figure SMS_239
的最高点云点/>
Figure SMS_240
的高度差/>
Figure SMS_234
,然后判断/>
Figure SMS_238
是否大于/>
Figure SMS_242
,如果是则该网格为需要计算与导线点云欧式距离的网格,计算导线点云与/>
Figure SMS_244
内点云的最小欧式距离作为该网格最小欧式距离/>
Figure SMS_233
,并更新/>
Figure SMS_237
,如果不是则转向步骤G。如果导线左边网格位置为i的网格内点云数据/>
Figure SMS_241
内点云数目小于100,先判断内点云数目是否为0,如果是则转向步骤G,反之则计算调整后的导线点云与/>
Figure SMS_243
内点云的最小欧式距离作为该网格最小欧式距离/>
Figure SMS_236
,然后转向步骤G。
这里同样以导线左边网格位置为0的网格内点云数据
Figure SMS_245
为例,/>
Figure SMS_246
的点云数目为354个,故需要计算网格最小欧式距离/>
Figure SMS_247
,计算公式如下:
首先初始化
Figure SMS_248
等于需要计算符合计算条件的网格内点云数据/>
Figure SMS_249
,计算/>
Figure SMS_250
的点云点数目/>
Figure SMS_251
,计算调整后的导线点云的点云点数目/>
Figure SMS_252
为了计算方便这里只计算当
Figure SMS_253
情况下的数据
Figure SMS_254
,/>
Figure SMS_255
则:
Figure SMS_256
Figure SMS_257
从0循环到/>
Figure SMS_258
,然后/>
Figure SMS_259
每改变一个数值,/>
Figure SMS_260
从0循环到/>
Figure SMS_261
,则由符合计算条件的网格内点云数据/>
Figure SMS_262
与调整后的导线点云/>
Figure SMS_263
之间的网格最小欧式距离:
Figure SMS_264
。/>
G、如果导线右边网格位置为i的网格内点云数据
Figure SMS_266
内点云数目大于100,则计算/>
Figure SMS_270
的最高点云点与/>
Figure SMS_273
的高度差/>
Figure SMS_267
,然后判断/>
Figure SMS_272
是否大于/>
Figure SMS_276
,如果是则该网格为需要计算与导线点云欧式距离的网格,计算导线点云与/>
Figure SMS_278
内点云的最小欧式距离作为该网格最小欧式距离/>
Figure SMS_265
,并更新/>
Figure SMS_269
,如果不是则转向步骤H。如果导线右边网格位置为i的网格内点云数据/>
Figure SMS_275
内点云数目小于100,先判断
Figure SMS_277
内点云数目是否为0,如果是则转向步骤H,反之则计算导线点云与/>
Figure SMS_268
内点云的最小欧式距离作为该网格最小欧式距离/>
Figure SMS_271
,然后转向步骤H。这里导线右边网格位置为i的网格内点云数据/>
Figure SMS_274
的计算与左边相似,故不再重复举例。
H、更新
Figure SMS_279
,如果i小于等于ind则跳转到步骤E,获取新的网格以及网格中的点云,如果i大于ind则计算导线隐患最小距离,完成导线隐患测距。
这里最终得到需要计算调整后的导线点云之间的网格最小欧式距离的网格10个,它们分别是:
Figure SMS_280
它们对应的网格最小欧式距离为:
Figure SMS_281
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,包括:
分别获取输电线路隐患点云和导线点云;
对输电线路隐患点云和导线点云进行位置和角度的初始化,使输电线路点云和导线点云走向平行于点云空间坐标系,并得到调整后的输电线路隐患点云和调整后的导线点云;
采用输电线路隐患点云和导线点云的平面坐标获取网格参数,并对网格参数进行初始化;
通过网格参数获取不同网格中调整后的输电线路隐患点云;
将导线左边网格、导线右边网格中输电线路隐患点云z轴的最高值,分别与左边最高点云点的高度值和右边最高点云点的高度值进行比较,确定需要进行测距处理输电线路隐患点云的评价标准,根据评价标准区分出需要与导线点云计算欧氏距离的网格;
计算网格中输电线路隐患点云与导线点云的网格最小欧氏距离,选取数值最小的网格最小欧氏距离为导线与输电线路隐患的最小距离。
2.如权利要求1所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,对输电线路隐患点云和导线点云进行位置初始化具体包括:
位置初始化是指将以输电线路隐患点云或导线点云的x,y,z轴的最小值作为点云空间坐标系原点,其中输电线路隐患点云或导线点云的x,y,z轴的最小值
Figure QLYQS_1
计算方法如下:
Figure QLYQS_2
其中,
Figure QLYQS_3
为输电线路隐患点云,/>
Figure QLYQS_4
为导线点云,/>
Figure QLYQS_5
为输电线路隐患点云或导线点云的x轴最小值,/>
Figure QLYQS_6
为输电线路隐患点云或导线点云的y轴最小值,/>
Figure QLYQS_7
为输电线路隐患点云或导线点云的z轴最小值,/>
Figure QLYQS_8
为取一维数组取最小值操作,/>
Figure QLYQS_9
取一维数组取最大值操作。
3.如权利要求1所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,对输电线路隐患点云和导线点云进行角度初始化具体包括:
计算点云空间坐标系y轴与导线点云走向之间的角度;
根据计算得到的角度,将点云空间坐标系y轴旋转至与导线点云走向平行。
4.如权利要求2所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,以输电线路隐患点云或导线点云的x,y,z轴的最小值作为点云空间坐标系原点为:依据输电线路隐患点云或导线点云的x,y,z轴的最小值
Figure QLYQS_10
,分别将输电线路隐患和导线点云中x,y,z轴的数值减去/>
Figure QLYQS_11
Figure QLYQS_12
/>
其中,
Figure QLYQS_13
为导线点云,/>
Figure QLYQS_14
为位置调整后的导线点云,/>
Figure QLYQS_15
为输电线路隐患点云,
Figure QLYQS_16
为位置调整后的输电线路隐患点云,/>
Figure QLYQS_17
分别为输电线路隐患点云或导线点云的x,y,z轴的最小值。
5.如权利要求3所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,根据计算得到的角度,将点云空间坐标系y轴旋转至与导线点云走向平行具体为:
将点云空间坐标系y轴与导线点云走向之间的夹角转换为旋转矩阵R;
将旋转矩阵R分别与位置调整后的导线点云
Figure QLYQS_18
和位置调整后的输电线路隐患点云
Figure QLYQS_19
相乘,得到调整后的输电线路隐患点云/>
Figure QLYQS_20
和调整后的导线点云/>
Figure QLYQS_21
6.如权利要求1所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,输电线路隐患点云和导线点云的平面坐标具体为:所述输电线路隐患点云和导线点云的平面坐标位于由点云的x轴数值与y轴数值组成的平面坐标系中,所述平面坐标的计算方法如下:
Figure QLYQS_22
其中,
Figure QLYQS_23
为调整后的输电线路隐患点云平面坐标,/>
Figure QLYQS_24
为调整后的输电线路隐患点云。
7.如权利要求1所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,对网格参数进行初始化具体为:
使用调整后的输电线路隐患点云平面坐标计算获取网格参数,网格参数包括网格宽度
Figure QLYQS_25
,网格长度h,网格数目/>
Figure QLYQS_26
和调整后的导线点云中心点/>
Figure QLYQS_27
,具体计算方式如下:
选取导线点云z轴上数值最小的20个点云
Figure QLYQS_28
Figure QLYQS_29
其中,h为网格长度,
Figure QLYQS_32
为网格数目,/>
Figure QLYQS_35
为调整后的导线点云中心点,调整后的导线点云中心点是指调整后的导线点云/>
Figure QLYQS_37
x轴的数值中心,/>
Figure QLYQS_30
是调整后的输电线路隐患点云在x轴上的最小值,/>
Figure QLYQS_33
是调整后的输电线路隐患点云在x轴上的最大值,/>
Figure QLYQS_36
是调整后的输电线路隐患点云在y轴上的最小值,/>
Figure QLYQS_38
是调整后的输电线路隐患点云在y轴上的最大值,/>
Figure QLYQS_31
为调整后的输电线路隐患点云,/>
Figure QLYQS_34
()是指对括号中的数据进行取平均。
8.如权利要求1或7所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,通过网格参数获取不同网格中调整后的输电线路隐患点云具体为:
以调整后的导线点云中心点
Figure QLYQS_39
为中心分别按x轴数值分别向x轴正负方向按网格宽度w、网格长度h大小提取宽为w长为h矩形框中的点云,分别得到导线左边网格位置为i的网格内点云数据/>
Figure QLYQS_40
和导线右边网格位置为i的网格内点云数据/>
Figure QLYQS_41
,初始化网格位置/>
Figure QLYQS_42
,对于x轴负方向选取网格中的点云操作如下:
Figure QLYQS_43
其中,
Figure QLYQS_44
导线左边网格位置为i的网格内点云数据,/>
Figure QLYQS_45
为矩形框宽度的最小值,
Figure QLYQS_46
为矩形框宽度的最大值,/>
Figure QLYQS_47
为调整后的输电线路隐患点云中第一行中数值大于/>
Figure QLYQS_48
并且小于/>
Figure QLYQS_49
的列地址;
对于x轴正方向选取网格中的点云操作如下:
Figure QLYQS_50
其中,
Figure QLYQS_51
为导线右边网格位置为i的网格内点云数据,/>
Figure QLYQS_52
为矩形框宽度的最小值,
Figure QLYQS_53
为矩形框宽度的最大值,/>
Figure QLYQS_54
为调整后的输电线路隐患点云中第一行中数值大于/>
Figure QLYQS_55
并且小于/>
Figure QLYQS_56
的列地址。
9.如权利要求1所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,所述评价标准具体为:
S0、初始化左边最高点云高度
Figure QLYQS_57
,左边初始网格位置/>
Figure QLYQS_58
,右边最高点云点高度
Figure QLYQS_59
,右边初始网格位置/>
Figure QLYQS_60
S1、判断选取的网格中的点云数目是否小于100,如果是则该网格为需要计算与调整后的导线点云
Figure QLYQS_61
欧式距离的网格;反之则进行步骤S3;
S2、如果网格为导线左边网格,则获取网格中的最高点点云与左边最高点云高度的高度差
Figure QLYQS_62
,如果网格为导线右边网格,则获取网格中的最高点点云与右边最高点云高度的高度差/>
Figure QLYQS_63
,获取方式如下:
Figure QLYQS_64
其中,
Figure QLYQS_65
是导线左边网格位置为i的网格内点云数据的高度信息,/>
Figure QLYQS_66
是导线右边网格位置为i的网格内点云数据的高度信息,/>
Figure QLYQS_67
为左边最高点云高度,/>
Figure QLYQS_68
为右边最高点云高度,/>
Figure QLYQS_69
为取最大值操作;
S3、判断
Figure QLYQS_70
是否大于/>
Figure QLYQS_71
,如果是则该网格为需要计算与导线点云欧式距离的网格,并更新/>
Figure QLYQS_72
S4、判断
Figure QLYQS_73
是否大于/>
Figure QLYQS_74
,如果是则该网格为需要计算与导线点云欧式距离的网格,并更新/>
Figure QLYQS_75
10.如权利要求1所述的基于网格思想的输电线路隐患测距方法,其特征在于,计算网格中输电线路隐患点云与导线点云的网格最小欧氏距离,所述网格最小欧氏距离包括:计算网格的点云点数目
Figure QLYQS_76
、调整后的导线点云/>
Figure QLYQS_77
的点云点数目/>
Figure QLYQS_78
Figure QLYQS_79
其中,
Figure QLYQS_80
为第/>
Figure QLYQS_83
个输电线路隐患点云点与第/>
Figure QLYQS_88
个导线点云点的欧式距离,
Figure QLYQS_81
分别为需要计算符合计算条件的网格第/>
Figure QLYQS_85
个点云点空间坐标系中三个维度的数值,/>
Figure QLYQS_86
为调整后的导线点云/>
Figure QLYQS_89
第/>
Figure QLYQS_82
个点云点的空间坐标系中三个维度的数值;k的取值范围为0到/>
Figure QLYQS_84
,/>
Figure QLYQS_87
的取值范围为0到
Figure QLYQS_90
则网格最小欧氏距离
Figure QLYQS_91
的计算方法为:
Figure QLYQS_92
。/>
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117830676A (zh) * 2024-03-06 2024-04-05 国网湖北省电力有限公司 基于无人机的输电线路施工风险识别方法及***

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102495336A (zh) * 2011-12-29 2012-06-13 上海交通大学 一种分布式单相接地故障测距***及其测距方法
WO2021097618A1 (zh) * 2019-11-18 2021-05-27 深圳市大疆创新科技有限公司 点云分割方法、***及计算机存储介质
CN113345019A (zh) * 2021-06-09 2021-09-03 山东信通电子股份有限公司 一种输电线路通道隐患目标测距方法、设备及介质
CN113465522A (zh) * 2021-06-08 2021-10-01 智洋创新科技股份有限公司 一种基于点云的输电通道内隐患测距的方法
CN114119917A (zh) * 2021-10-27 2022-03-01 国网浙江省电力有限公司温州供电公司 基于输电线路高精度三维模型的可视化隐患测距方法
CN115841487A (zh) * 2023-02-20 2023-03-24 深圳金三立视频科技股份有限公司 一种沿输电线路的隐患定位方法及终端
CN116012429A (zh) * 2023-01-10 2023-04-25 深圳供电局有限公司 基于激光点云与gim三维模型确定输电走廊隐患点的方法
CN116091493A (zh) * 2023-04-07 2023-05-09 智洋创新科技股份有限公司 一种用于输电线树障隐患的测距方法
CN116091494A (zh) * 2023-04-07 2023-05-09 智洋创新科技股份有限公司 一种输电机械外破隐患测距方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102495336A (zh) * 2011-12-29 2012-06-13 上海交通大学 一种分布式单相接地故障测距***及其测距方法
WO2021097618A1 (zh) * 2019-11-18 2021-05-27 深圳市大疆创新科技有限公司 点云分割方法、***及计算机存储介质
CN113465522A (zh) * 2021-06-08 2021-10-01 智洋创新科技股份有限公司 一种基于点云的输电通道内隐患测距的方法
CN113345019A (zh) * 2021-06-09 2021-09-03 山东信通电子股份有限公司 一种输电线路通道隐患目标测距方法、设备及介质
CN114119917A (zh) * 2021-10-27 2022-03-01 国网浙江省电力有限公司温州供电公司 基于输电线路高精度三维模型的可视化隐患测距方法
CN116012429A (zh) * 2023-01-10 2023-04-25 深圳供电局有限公司 基于激光点云与gim三维模型确定输电走廊隐患点的方法
CN115841487A (zh) * 2023-02-20 2023-03-24 深圳金三立视频科技股份有限公司 一种沿输电线路的隐患定位方法及终端
CN116091493A (zh) * 2023-04-07 2023-05-09 智洋创新科技股份有限公司 一种用于输电线树障隐患的测距方法
CN116091494A (zh) * 2023-04-07 2023-05-09 智洋创新科技股份有限公司 一种输电机械外破隐患测距方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MUCONG GAO: "Point Cloud Foot Model Extraction Algorithm for 3D Foot Model Scanner", 《 2021 IEEE/ACIS 20TH INTERNATIONAL FALL CONFERENCE ON COMPUTER AND INFORMATION SCIENCE (ICIS FALL)》 *
刘晓明;罗周全;袁雯妮;朱青凌;: "基于CMS的隐患空区三维特征信息获取", 科技导报, no. 05 *
刘蕾: "基于单目监拍装置的输电隐患测距方法", 《 中国电力企业管理》 *
石帮才;: "基于线路点云空间分布特征的导线提取算法研究", 机电信息, no. 27 *
齐立忠: "基于GIM模型的输电线路通道隐患快速检测", 《电力建设》, vol. 44, no. 1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117830676A (zh) * 2024-03-06 2024-04-05 国网湖北省电力有限公司 基于无人机的输电线路施工风险识别方法及***
CN117830676B (zh) * 2024-03-06 2024-06-04 国网湖北省电力有限公司 基于无人机的输电线路施工风险识别方法及***

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