[发明专利]基于激光点云的输电线路导地线建模提取方法

权利要求书

1.基于激光点云的输电线路导地线建模提取方法，其特征在于，其步骤如下：

S1、利用机载激光扫描仪器获得输电线路的点云数据；

S2、对输电线路的点云数据进行预处理，获得导地线的点云数据；

所述步骤S2中对输电线路的点云数据进行预处理的方法为：

S21、将输电线路的点云数据划分为多个栅格，在每个栅格内进行滤波处理，并根据栅格大小与面高程变异系数之间的函数关系调整滤波参数，滤除地面点；

S22、根据输电线路的点云数据的维数特征剔除植被点和建筑物点，根据导地线与水平面的关系剔除杆塔点，获得导地线的点云数据；

所述步骤S22中根据导地线与水平面的关系剔除杆塔点的方法为：导地线与水平面平行，杆塔与水平面垂直，根据特征值λ₁对应的特征向量判断导地线、杆塔与水平面的方向，保留与水平面平行的点云数据，在通过提取的电力线之间的夹角关系滤除杆塔点，其中，导地线包括多根电力线；

S3、对导地线的点云数据进行分割完成单根电力线的目标提取；

所述步骤S3中对导地线的点云数据进行分割完成单根电力线的目标提取的方法为：

S31、采用Hough变换方法从导地线的点云数据中提取出电力线点的水平投影方程，提取完整电力线二维矢量；

S32、将电力线点的X、Y坐标在XOY投影面内进行二维Hough变换，获取多个直线方程；

S33、根据步骤S32中的直线方程统计出电力线的主方向，将与主方向夹角较大的直线滤除，依次移除预处理后残留的与地面平行的杆塔点；

S34、利用统计分析方法将Hough变换检测到的直线进行分簇，并采用最小二乘拟合法进行中心线拟合，获取电力线在XOY投影面内的中心线直线方程；

S35、根据步骤S34中的电力线的中心线直线方程反求出每条电力线上的激光点；

S36、计算每个激光点到提取的各条电力线中心线直线方程之间的二维距离，若激光点到某条直线之间的距离小于阈值H，则激光点是这条电力线上的点，否则，激光点不是这条电力线上的点；

S37、循环步骤S36，直到遍历完所有的激光点为止，完成单条电力线的目标提取。

2.根据权利要求1所述的基于激光点云的输电线路导地线建模提取方法，其特征在于，所述步骤S1中输电线路的点云数据包括地面点、植被点、建筑物点、杆塔点和导地线点。

3.根据权利要求1或2所述的基于激光点云的输电线路导地线建模提取方法，其特征在于，所述步骤S22中输电线路的点云数据的维数特征的计算方法为：根据邻域大小自适应方法计算每个激光点的最佳邻域半径及其对应的特征值和特征向量，然后根据特征值λ₁、λ₂和λ₃定义维数特征：其中，λ₁≥λ₂≥λ₃，a_1D、a_2D、a_3D均为特征向量，且a_1D+a_2D+a_3D＝1。

4.根据权利要求3所述的基于激光点云的输电线路导地线建模提取方法，其特征在于，所述步骤S6中的阈值H的大小等于相邻电力线的平面距离的1/4。