一种基于三维激光点云数据的电力杆塔信息提取方法技术

本发明专利技术涉及计算机技术领域，特别涉及一种基于三维激光点云数据的电力杆塔信息提取方法。包括第一图像处理服务器获取电力线路的雷达原始数据，并存储于第一数据模块中；还包括第二图像处理服务器，其调用GPU设备将第一原始数据和第二原始数据处理生成第一点云数据，并将第一点云数据存储于第二数据模块中，进行去噪处理生成第二点云数据；还包括第三图像处理服务器，其调取CSF算法和DBSCAN聚类算法进行聚类，得到杆塔和电缆线路的三维数据参数。本发明专利技术通过无人机机载激光雷达巡逻输电线路，生成三维激光点云可视化数据，并根据此数据获取输电线路有关参数，极大地提高了工作效率，节约了人工成本，及时排除故障隐患，保障电网安全运行。安全运行。安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维激光点云数据的电力杆塔信息提取方法


[0001]本专利技术涉及计算机
，特别涉及一种基于三维激光点云数据的电力杆塔信息提取方法。

技术介绍

[0002]在电力系统中，架空输电线路分布广泛，是电力系统的重要组成部分，其运行质量对于电力系统的高效、稳定、安全运行具有十分重要的意义。
[0003]然而架空输电线路长期暴露在大气环境中，所经过的区域环境存在较大差异，会受到强风暴侵袭、结冰荷载、雷闪袭击、雨淋、湿雾以及自然和工业污秽等影响；同时其自身结构中组件较多，形成故障的因素较多，对电网安全运行造成一定的影响。
[0004]近年来，随着全球气候变化，强对流天气出现频率增加，许多地区发生风偏闪络，结冰荷载，雷击跳闸等故障的次数升高，因此输电线路的塔高，档距等线路参数的设计尤为重要。目前，获取塔高、档距等线路数据大部分还是靠人工来进行收集以及计算，费时费力，因此需要一种新的方法，辅助人员来更合理的设计输电线路的相关参数。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种基于三维激光点云数据的电力杆塔信息提取方法，可以减轻人工工作量，降低成本，提高工作效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案:包括第一图像处理服务器；所述第一图像处理服务器获取GIS数据；所述第一图像处理服务器获取输电线位置数据；所述第一图像处理服务器通过GIS矢量化工具读取GIS数据和输电线位置数据，并输出一组巡航三维坐标数据；所述第一图像处理服务器将所述巡航三维坐标数据发送给无人机设备；所述第一图像处理服务器获取所述无人机通过多回波激光雷达采集的第一原始数据，并将所述第一原始数据存储于第一数据模块中；所述第一图像处理服务器获取所述无人机通过GPS天线采集的第二原始数据，并将所述第二原始数据存储于第一数据模块中；还包括第二图像处理服务器；所述第二图像处理服务器获取第一数据模块中的第一原始数据和第二原始数据；所述第二图像处理服务器调用GPU设备将第一原始数据和第二原始数据处理生成第一点云数据，并将第一点云数据存储于第二数据模块中；所述第二图像处理服务器识别所述第一点云数据的数据量，并判断是否达到预设的阈值，若到达阈值则所述第二图像处理服务器调取自动去噪算法进行去噪处理生成第二点云数据，并将第二点云数据存储于第三数据模块中；若未达到阈值则所述第二图像处理
服务器发出重新采集数据指令；还包括第三图像处理服务器；所述第三图像处理服务器读取第二点云数据，所述第三图像处理服务器调取CSF算法将所述第二点云数据划分为地面部分和非地面部分；所述第三图像处理服务器将所述第二点云数据的非地面部分通过DBSCAN聚类算法进行聚类，得到杆塔和电缆线路的三维数据参数。
[0007]进一步说明如下：所述第一原始数据包括激光雷达回波信息。
[0008]进一步说明如下：所述第二原始数据包括GPS定位信息。
[0009]进一步说明如下：所述第一点云数据包括空间位置信息、颜色信息、回波强度信息。
[0010]进一步说明如下：所述第一点云数据的数据量达到预设阈值后，但仍然存在的不完整、不连贯部分的点云结构，所述第二图像处理服务器调取缺损补全算法补足缺损区域数据。
[0011]进一步说明如下：所述第二图像处理服务器调取矫正算法对所述第一点云数据进行数据矫正，并存储于第二数据模块中。
[0012]进一步说明如下：所述第三图像处理服务器读取第二点云数据，并将第二点云数据进行分割成若干不同的部件。
[0013]更进一步说明如下：所述第三图像处理服务器分割所述第二点云数据调取算法包括深度学习算法、体素分析算法、三维空间连通性分析算法和不规则三角网分割算法中的一种或多种的组合。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过无人机机载激光雷达巡逻输电线路，生成三维激光点云可视化数据，并根据此数据获取输电线路有关参数，尤其是与导线、杆塔、绝缘子有关的参数，极大地提高了工作效率，缩短了时间，节约了人工成本，及时排除故障隐患，保障电网安全运行。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的结构示意图。
[0016]其中，1、第一图像处理服务，2、第二图像处理服务，3、第三图像处理服务，4、第一数据模块，5、第二数据模块，6、第三数据模块。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]实施例1一种基于三维激光点云数据的电力杆塔信息提取方法，首先通过利用无人机机载云台搭载机载高精度多回波激光雷达获取点云数据；具体包括如下方法：S1获取原始数据：设计无人机飞行路线，将飞行线路数据预设于无人机内或操纵
人员手动操作的方式控制无人机飞行，飞行过程中要随时调整云台转向保证雷达始终正对输电线路，同时采用中低空飞略输电通道的方式，获取激光雷达在电力设施上的回波数据；具体如下：包括第一图像处理服务器；所述第一图像处理服务器获取GIS数据；所述第一图像处理服务器获取输电线位置数据；所述第一图像处理服务器通过GIS矢量化工具读取GIS数据和输电线位置数据，并输出一组巡航三维坐标数据；所述第一图像处理服务器将所述巡航三维坐标数据发送给无人机设备；所述第一图像处理服务器获取所述无人机通过多回波激光雷达采集的第一原始数据，并将所述第一原始数据存储于第一数据模块中；所述第一图像处理服务器获取所述无人机通过GPS天线采集的第二原始数据，并将所述第二原始数据存储于第一数据模块中；其中，第一原始数据包括激光雷达回波信息；第二原始数据包括GPS定位信息。
[0019]S2制作点云数据：无人机结束飞行后，可获取存储有飞行中GPS定位信息和激光雷达回波信息等的存储介质，利用高性能的GPU设备生成输电通道的点云数据，具体如下：还包括第二图像处理服务器；所述第二图像处理服务器获取第一数据模块中的第一原始数据和第二原始数据；所述第二图像处理服务器调用GPU设备将第一原始数据和第二原始数据处理生成第一点云数据，并将第一点云数据存储于第二数据模块中；所述第二图像处理服务器识别所述第一点云数据的数据量，并判断是否达到预设的阈值，若到达阈值则所述第二图像处理服务器调取自动去噪算法进行去噪处理生成第二点云数据，并将第二点云数据存储于第三数据模块中；若未达到阈值则所述第二图像处理服务器发出重新采集数据指令；其中，第一点云数据包括空间位置信息、颜色信息、回波强度信息；在获得第一点云数据后，首先需要对第一点云数据是否满足任务要求进行检验，确保点云数据准确、完整。
[0020]如果点云数据质量不符合数据分析的要求，应视情况要求无人机巡飞执行人员执行重飞或者补飞；而在点云数据质量满足基本要求后，对于仍然存在的不完整、不连贯部分的点云结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维激光点云数据的电力杆塔信息提取方法，其特征在于：包括第一图像处理服务器；所述第一图像处理服务器获取GIS数据；所述第一图像处理服务器获取输电线位置数据；所述第一图像处理服务器通过GIS矢量化工具读取GIS数据和输电线位置数据，并输出一组巡航三维坐标数据；所述第一图像处理服务器将所述巡航三维坐标数据发送给无人机设备；所述第一图像处理服务器获取所述无人机通过多回波激光雷达采集的第一原始数据，并将所述第一原始数据存储于第一数据模块中；所述第一图像处理服务器获取所述无人机通过GPS天线采集的第二原始数据，并将所述第二原始数据存储于第一数据模块中；还包括第二图像处理服务器；所述第二图像处理服务器获取第一数据模块中的第一原始数据和第二原始数据；所述第二图像处理服务器调用GPU设备将第一原始数据和第二原始数据处理生成第一点云数据，并将第一点云数据存储于第二数据模块中；所述第二图像处理服务器识别所述第一点云数据的数据量，并判断是否达到预设的阈值，若到达阈值则所述第二图像处理服务器调取自动去噪算法进行去噪处理生成第二点云数据，并将第二点云数据存储于第三数据模块中；若未达到阈值则所述第二图像处理服务器发出重新采集数据指令；还包括第三图像处理服务器；所述第三图像处理服务器读取第二点云数据，所述第三图像处理服务器调取CSF算法将所述第二点云数据划分为地面部分和非地面部分；所述第三图像处理服务器将所述第二点云数据的非地面部...

【专利技术属性】
技术研发人员：于国强，陈新，胡德良，郭均锋，柳兆焕，李秀昂，李芹芹，娄本强，杨森，陈坤坤，
申请(专利权)人：山东莱易信息产业股份公司，
类型：发明
国别省市：