[发明专利]一种利用高压线回波特征点拟合高压线的方法

权利要求书

1.一种利用高压线回波特征点拟合高压线的方法，包括：

1)从雷达接收机获取雷达的回波信息，经过信号处理获得高压线回波所有特征点P的参数，包括x方向坐标P_x、y方向坐标P_y、z方向坐标P_z和特征点的回波强度P_Amp；

2)对高压线回波特征点P参数中的x方向坐标P_x、y方向坐标P_y和回波强度P_Amp进行霍夫变换，得到直线方程y＝k·x+b，其中k为斜率，k＝-cosθ₀/sinθ₀，b为截距，b＝r₀/sinθ₀，r₀和θ₀表示在霍夫空间取得极大值点对应的坐标；

3)根据已知的平面高压线特征方程，构建空间高压线特征方程为：

其中k和b分别表示直线方程的斜率和截距，P_x和P_y分别表示特征点在x方向和y方向的坐标值，a₁表示双曲余弦函数开口的大小，a₂表示双曲余弦函数开口的幅度，a₃表示双曲余弦函数的对称轴，a₄表示双曲余弦函数的最小值，z表示高压线特征方程在z方向的坐标值；

4)求空间高压线特征方程中的四个系数a₁，a₂，a₃和a₄：

4a)根据高压线回波特征点P参数中z方向坐标P_z的值，求z方向坐标P_z的最小值，则该最小值为三维高压线特征方程的第四系数a₄；

4b)在z坐标P_z等于最小值的高压线回波特征点P中，根据如下公式和特征点P的相关参数x坐标P_x、y坐标P_y、回波强度P_Amp以及直线方程的系数k和b，求出空间高压线特征方程的第三系数a₃：

其中，表示高压线回波特征点在x方向的对称轴，

表示高压线回波特征点在y方向的对称轴；

4c)求空间高压线特征方程的a₁系数和a₂系数：根据空间高压线特征方程系数的取值范围，得到a₁系数的取值序列a₁[i]＝i×0.001,i∈[0,64]和a₂系数的取值序列a₂[j]＝j×0.01,j∈[0,64]，对于a₁系数取值序列中的每个值和a₂系数取值序列的每个值，求出每一个高压线回波点(P_x,P_y)的方差和∑P_mse(a₁[i],a₂[j])，则最小方差和对应的a₁[i]系数和a₂[j]系数分别为空间高压线特征方程的第一系数a₁和第二系数a₂；

5)求空间高压线的两个端点坐标：

5a)根据公式和平面上要拟合的点(P_x,P_y)，求得高压线特征方程x方向坐标值的最小值和最大值，该最小值和最大值分别表示高压线端点在x方向的起始值x_start和终止值x_end，并记录当x方向的坐标值为起始值时所对应的拟合点为(P_xs,P_ys)和为终止值时对应的拟合点为(P_xe,P_ye)；

5b)将(P_xs,P_ys)和(P_xe,P_ye)带入公式中，计算y方向的起始值y_start和终止值y_end；

5c)将(P_xs,P_ys)和(P_xe,P_ye)以及高压线特征方程的四个系数a₁，a₂，a₃和a₄带入步骤3)的特征方程中，计算z方向的起始值z_start和终止值z_end，由此得到高压线端点坐标(x_start,y_start,z_start)和(x_end,y_end,z_end)；

6)将平面上要拟合的所有特征点(P_x,P_y)带入公式和分别计算出要拟合的点在x方向和y方向坐标值，再将平面上要拟合的所有特征点(P_x,P_y)和高压线特征方程的四个系数a₁，a₂，a₃和a₄带入计算出要拟合的点在z方向上的坐标值，得到高压线的空间坐标(x,y,z)；

7)在三维空间中用平滑的曲线将空间坐标(x,y,z)与两个端点坐标(x_start,y_start,z_start)和(x_end,y_end,z_end)进行连接，绘制出高压线。