【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，属于输电线路三维重建。
技术介绍
1、在利用机载激光扫描技术进行输电线路三维重建中，采集的电力线点主要用于反映电力线的位置和轮廓，为获取电力线和电力塔上的高密度的点云，数据采集过程中，通常需要近距离、多次、多角度采集，而且近距离激光扫描，激光点半径非常小，受电力线的反射率和回波次数及空气中尘埃、辐射、光电等的影响更加明显，导致激光点丢失，造成电力线点云缺失及不连续的现象。然而输电线路三维重建对点云完整性要求更加严格，主要体现在：电力线连续、完整的。
2、在实际生产中，考虑作业成本和生产周期，仅对电力线点云缺失严重区域进行重飞或者补飞，局部点云缺失区域，通过人工补点的方式进行加密。
3、传统输电线路中点云分类方法中激光点云会受到电磁辐射等的影响，激光点出现不同程度的丢失和偏差，导致电力线点云缺失和不连续，尤其对于多分裂电力线的情况，比如同塔双回、多分裂等，由于电力线是弯曲的，人工无法准确量测电力线断开的实际长度；
4、人工根据已有电力线点云进行补点的方法，通常无法准确补点到准确的位置，由于电力线点云是三维离散的，对于多分裂电力线，人工无法准确识别电力线的实际位置，需要切换不同的视角，保证点的位置不出现明显偏差，所以补点效率低，耗时久；
5、对于成片缺失电力线点云的，只能通过重飞或补飞补点，作业成本高。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种多分裂导线激光
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供了一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，包括以下步骤：
4、收集分裂导线激光点云，以每两级杆塔为一个区域对分裂导线激光点云进行分区；
5、基于对应分区中的分裂导线激光点云建立重投影坐标系，并将分裂导线激光点云重投影至该重投影坐标系中，在重投影分裂导线激光点云中设置切片参考线，并根据切片参考线对重投影分裂导线激光点云进行切片，通过k均值聚类算法对每个切片进行聚类分析，得到每个切片中的中心点位置，并组合为中心点集合；
6、基于每根导线的中心点集合以及悬链线方程在重投影坐标系中构建拟合分裂导线，对于重投影分裂导线激光点云中的任一点，将该点距离拟合分裂导线的最近点沿拟合分裂导线路径到拟合分裂导线原点的距离作为该点的累距，以累距从小到大的顺序对重投影分裂导线激光点云进行重新排序，再计算每个点与其后一点的累距差作为该点的断开距离；
7、在重新排序后的重投影分裂导线激光点云中选取一段点云分布最佳的区域，将该区域构建为点云样本，筛选重投影分裂导线激光点云中累距差大于预设阈值的点，对于任一筛选出的点，将该点作为原点通过点云样本进行补点，完成该分区的补点操作，再对每个分区进行相同步骤完成对分裂导线激光点云的加密操作。
8、作为本专利技术的优选实施方式，所述重投影坐标系的建立步骤为：
9、设分裂导线激光点云中的两级杆塔中心点分别为a和b，以a指向b的方向建立辅助轴x′，以a垂直方向建立辅助轴y’；
10、查找分裂导线激光点云中的最低点pl，将pl水平方向垂直于x′ay’的交点作为坐标原点o，以o为原点，在平行于x′的方向设置x轴，在平行于y’的方向设置y轴，在垂直于xoy的方向设置z轴，完成重投影坐标系的建立。
11、作为本专利技术的优选实施方式，所述切片参考线设置步骤为：
12、设重投影分裂导线激光点云中两级杆塔的中心点分别为a和b，重投影分裂导线激光点云中最低点为pl1；
13、绘制辅助线apl1与bpl1，查找apl1之间的点云中距离apl1最远的点设为点c，并绘制辅助线ac以及cpl1，查找bpl1之间的点云中距离bpl1最远的点设为点d，并绘制辅助线pl1d以及db，分别计算辅助线ac与apl1之间形成的夹角∠capl1以及辅助线cpl1与apl1之间形成的夹角∠cpl1a的角度，若∠capl1或∠cpl1a的角度大于预设阈值，则删除辅助线apl1保留辅助线ac以及cpl1，否则保留辅助线apl1删除辅助线ac以及cpl1，重复该步骤直至所有绘制的辅助线形成的夹角角度均小于预设阈值。
14、作为本专利技术的优选实施方式，所述重投影分裂导线激光点云切片步骤为：
15、预设切片宽度以及切片间隔长度，由重投影分裂导线激光点云原点沿x轴方向，以垂直于切片参考线的方向对重投影分裂导线激光点云进行切片；
16、当在切片参考线的交接位置进行切片时，以两条切片参考线形成的夹角中分线所在方向进行切片；
17、所述切片宽度基于点云密度以及分裂导线的弯曲程度进行设置，所述切片间隔长度基于分裂导线的弯曲程度进行设置。
18、作为本专利技术的优选实施方式，所述每个切片的聚类分析步骤为：
19、以分裂导线中的每根导线间距作为约束条件进行初始种子点的选择，同时采用反距离加权公式更新簇类的中心位置，并将分裂导线横截面半径作为去噪阈值剔除切片中的噪声点。
20、作为本专利技术的优选实施方式，所述悬链线方程如下式所示：
21、
22、其中：dm为重投影分裂导线在z方向的偏移量；g为分裂导线比载，ρ为分裂导线的水平应力，但由于k值与点云坐标x,y之间为非线性的，无法通过点云坐标计算，并且k值设有取值范围，所以通过最小二乘法对拟合分裂导线进行约束，经过多次迭代得到最佳k值。
23、另一方面，本专利技术还提供了一种多分裂导线激光扫描点云加密系统，包括数据收集模块、点云切片模块、分裂导线拟合模块以及点云加密模块；
24、所述数据收集模块用于收集分裂导线激光点云，以每两级杆塔为一个区域对分裂导线激光点云进行分区；
25、所述点云切片模块基于对应分区中的分裂导线激光点云建立重投影坐标系，并将分裂导线激光点云重投影至该重投影坐标系中，在重投影分裂导线激光点云中设置切片参考线，并根据切片参考线对重投影分裂导线激光点云进行切片，通过k均值聚类算法对每个切片进行聚类分析，得到每个切片中的中心点位置，并组合为中心点集合；
26、分裂导线拟合模块基于每根导线的中心点集合以及悬链线方程在重投影坐标系中构建拟合分裂导线，对于重投影分裂导线激光点云中的任一点，将该点距离拟合分裂导线的最近点沿拟合分裂导线路径到拟合分裂导线原点的距离作为该点的累距，以累距从小到大的顺序对重投影分裂导线激光点云进行重新排序，再计算每个点与其后一点的累距差作为该点的断开距离；
27、所述点云加密模块用于在重新排序后的重投影分裂导线激光点云中选取一段点云分布最佳的区域，将该区域构建为点云样本，筛选重投影分裂导线激光点云中累距差大于预设阈值的点，对于任一筛选出的点，将该点作为原点通过点云样本进行补点，完成该分区的补点操作，再对每个分区进行相同步骤完成对分裂导线激光点云的加密操作。
2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述重投影坐标系的建立步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述切片参考线设置步骤为：
4.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述重投影分裂导线激光点云切片步骤为：
5.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述每个切片的聚类分析步骤为：
6.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述悬链线方程如下式所示：
7.一种多分裂导线激光扫描点云加密系统，其特征在于，包括数据收集模块、点云切片模块、分裂导线拟合模块以及点云加密模块；
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其
...【技术特征摘要】
1.一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述重投影坐标系的建立步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述切片参考线设置步骤为：
4.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述重投影分裂导线激光点云切片步骤为：
5.根据权利要求1所述的一种多分裂导线激光扫描点云加密方法，其特征在于，所述每个切片的聚类分析步骤为：
...【专利技术属性】
技术研发人员：李亚男，陈西强，王寅珂，凃道勇，魏锦德，宋志辉，王骏，刘丰，曾庆权，赖建雯，
申请(专利权)人：中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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