激光點云中輸電桿塔坐標的快速提取方法

束慶霏

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司張家港供電公司,江蘇 張家港 215600)

0 引 言

桿塔精細化巡檢是無人機智能巡檢工作的重要一環(huán),激光點云技術(shù)是當(dāng)前桿塔三維建模的重要方法[1-4]。本文主要研究點云數(shù)據(jù)中桿塔坐標的提取,以供無人機精細化巡檢的航跡規(guī)劃使用。

桿塔結(jié)構(gòu)特征明顯,可將點云數(shù)據(jù)在二維平面內(nèi)格網(wǎng)化,再基于桿塔特征進行識別分析。文獻[5]基于格網(wǎng)特征對桿塔進行識別,并通過分層切片法獲取桿塔的平面中心坐標。文獻[6]基于點云中桿塔高密度、大坡度、大高差的特征,提出一種基于二維格網(wǎng)多維特征分析的輸電桿塔自動定位方法。文獻[7]對點云構(gòu)建K-D 樹和二維格網(wǎng),根據(jù)密度、nDSM 統(tǒng)計興趣區(qū),最后根據(jù)其空間分布特征得到桿塔的坐標。其他學(xué)者將點云數(shù)據(jù)中的導(dǎo)線、桿塔和地面點分離,再識別定位桿塔。文獻[8]通過K-means聚類算法分別得到導(dǎo)線和桿塔的點云數(shù)據(jù),進而為無人機自主巡線提供航跡規(guī)劃。文獻[9]圍繞點云的全局走向統(tǒng)計特征設(shè)計算法,通過K-means聚類算法得到桿塔和導(dǎo)線的種子點簇,再根據(jù)桿塔種子點簇和桿塔結(jié)構(gòu)特征,向上向下利用區(qū)域生長算法逐層生成最終桿塔。文獻[10]根據(jù)桿塔的橫擔(dān)寬和點云的屬性值,采用改進的快速三維凸包構(gòu)造算法來確定桿塔位置,實現(xiàn)桿塔點云的提取分類。

此外,還可通過其他方法識別定位點云中的桿塔。文獻[11-12]采用半自動化方法,首先建立不同類型的桿塔模型,計算點云分布的方向特征以確定輸電桿塔的主方向,再從桿塔點云中捕捉桿塔關(guān)鍵點,根據(jù)桿塔模型進行匹配,確定最終桿塔。……