一種用于輸電線路拆除的三維空間模型構(gòu)建方法 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及輸電線路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于輸電線路拆除的三維空間模型構(gòu)建方法。 背景技術(shù) [0002] 架空輸電線路是使用電力桿塔在空中架設(shè)導(dǎo)線作為電能傳輸通道的。顯而易見的是為提高架空輸電線路的建設(shè)經(jīng)濟(jì)性和最小化電能在傳輸時(shí)的損耗，往往會(huì)盡量選擇變電站間的直接連線路徑，而較少考慮線路路徑的地貌影響。由此造成大量架空輸電線路建設(shè)在山地、林區(qū)等人跡較少等的交通不便區(qū)域，呈現(xiàn)出架空線路跨越地貌復(fù)雜多樣的特點(diǎn)。同時(shí)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能需求進(jìn)一步增長(zhǎng)，輸電線路的規(guī)模與日俱增。總體而言，架空輸電線路的特點(diǎn)主要可歸結(jié)為設(shè)備多、分布廣、路徑地貌復(fù)雜、多處于交通不便地區(qū)。 [0003] 隨著時(shí)間的推移，舊的輸電線路可能因?yàn)槔匣?、技術(shù)落后或不再滿足當(dāng)前的電力傳輸需求而需要進(jìn)行更新?lián)Q代；或是出于維護(hù)和安全的考慮，可能需要對(duì)存在安全隱患的線路進(jìn)行拆除。例如，由于自然災(zāi)害、磨損或損壞導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，可能會(huì)威脅到線路的安全運(yùn)行；由于人工拆線施工操控難、效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)高，現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)人機(jī)在架空線路拆除工作中的應(yīng)用，使得作業(yè)能夠在確保操作人員安全的前提下，以更高效率和更高精度完成。但這一過(guò)程需依賴大規(guī)模、大范圍且高精細(xì)度的輸電線路實(shí)景三維模型。輸電線路實(shí)景三維模型支撐著輸電線路的維護(hù)、更新及管理工作，提供詳盡的信息支持，從而讓拆除過(guò)程更加科學(xué)、合理和安全。通過(guò)結(jié)合無(wú)人機(jī)技術(shù)和三維建模技術(shù)，可以顯著提高輸電線路拆除工作的自動(dòng)化水平，降低人力成本，提升作業(yè)效率和安全性，從而有效應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)拆線方式的不足。 [0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，傾斜攝影技術(shù)通常被用于構(gòu)建輸電線路的實(shí)景三維模型。然而，面對(duì)架空輸電線路多分布于地形起伏較大、地表情況復(fù)雜的山林區(qū)段這一實(shí)際情況，如何確保輸電線路三維建模的效率與精度是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容 [0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于輸電線路拆除的三維空間模型構(gòu)建方法，解決以下技術(shù)問(wèn)題： [0006] 在現(xiàn)有技術(shù)中，傾斜攝影技術(shù)通常被用于構(gòu)建輸電線路的實(shí)景三維模型。然而，面對(duì)架空輸電線路多分布于地形起伏較大、地表情況復(fù)雜的山林區(qū)段這一實(shí)際情況，如何確保輸電線路三維建模的效率與精度是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。 [0007] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： [0008] 一種用于輸電線路拆除的三維空間模型構(gòu)建方法，包括以下步驟： [0009] S1，獲取輸電線路的路線圖并根據(jù)輸電線路圖確定目標(biāo)區(qū)域，獲取目標(biāo)區(qū)域并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，生成若干個(gè)網(wǎng)格區(qū)域；將任一網(wǎng)格區(qū)域的寬邊中心點(diǎn)定義為測(cè)繪點(diǎn)，以同一個(gè)網(wǎng)格區(qū)域的兩個(gè)測(cè)繪點(diǎn)的連線作為無(wú)人機(jī)的規(guī)劃路線，控制無(wú)人機(jī)以第一高度從測(cè)繪點(diǎn)出發(fā)，并沿著所述規(guī)劃路線進(jìn)行飛行并實(shí)時(shí)獲取航拍圖像和點(diǎn)云數(shù)據(jù)；所述第一高度為最低目標(biāo)精度下無(wú)人機(jī)的飛行高度； [0010] S2，對(duì)所有航拍圖像進(jìn)行電力塔桿識(shí)別，若識(shí)別結(jié)果為航拍圖像中包含電力塔桿圖像，則將含有電力塔桿圖像的網(wǎng)格區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)網(wǎng)格區(qū)域；預(yù)設(shè)電力塔桿標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域面積區(qū)間[f，g]，則從該目標(biāo)網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)截取一個(gè)覆蓋所有電力塔桿區(qū)域最小外接矩形并計(jì)算該最小外接矩形面積S，若S屬于[f，g]，則控制無(wú)人機(jī)沿當(dāng)前測(cè)繪路線對(duì)下一網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪；若S不屬于[f，g]，則調(diào)整無(wú)人機(jī)的飛行高度至第二高度對(duì)所述目標(biāo)網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行再測(cè)繪，得到第二航拍圖像和第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)； [0011] S3，分別對(duì)不同網(wǎng)格區(qū)域所對(duì)應(yīng)的航拍圖像進(jìn)行處理，得到所有網(wǎng)格區(qū)域的正射影像圖并生成目標(biāo)區(qū)域的三維模型；根據(jù)所述第二航拍圖像對(duì)所述三維模型進(jìn)行修正得到三維實(shí)景模型，根據(jù)所述三維實(shí)景模型確定相鄰電力塔間電力線的空間范圍并提取該空間范圍內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成電力線建模并將所述電力線建模映射到所述三維實(shí)景模型中得到最終三維模型。 [0012] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述S1中，無(wú)人機(jī)隨機(jī)選取一個(gè)網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪且同一個(gè)測(cè)繪點(diǎn)只能作為一臺(tái)無(wú)人機(jī)的出發(fā)點(diǎn)。 [0013] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述S2中，電力塔桿識(shí)別的具體過(guò)程為： [0014] S11，將所述航拍圖像進(jìn)行灰度處理，得到灰度圖像，對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行邊緣提取，然后在邊緣特征提取的基礎(chǔ)上提取圖像的直線特征，并采用Douglas–Peucker算法對(duì)線特征進(jìn)行簡(jiǎn)化； [0015] S12，選取任一直線段并計(jì)算該直線段的長(zhǎng)度和方向，得到所有直線段的長(zhǎng)度和方向，獲取所有方向處于預(yù)設(shè)方向區(qū)間[0，180]內(nèi)直線段，根據(jù)預(yù)設(shè)步距將預(yù)設(shè)方向區(qū)間劃分若干子方向區(qū)間，依次計(jì)算任一子方向區(qū)間內(nèi)的直線特征值P，特征值 ；

1.一種用于輸電線路拆除的三維空間模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟： S1，獲取輸電線路的路線圖并根據(jù)輸電線路圖確定目標(biāo)區(qū)域，獲取目標(biāo)區(qū)域并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，生成若干個(gè)網(wǎng)格區(qū)域；將任一網(wǎng)格區(qū)域的寬邊中心點(diǎn)定義為測(cè)繪點(diǎn)，以同一個(gè)網(wǎng)格區(qū)域的兩個(gè)測(cè)繪點(diǎn)的連線作為無(wú)人機(jī)的規(guī)劃路線，控制無(wú)人機(jī)以第一高度從測(cè)繪點(diǎn)出發(fā)，并沿著所述規(guī)劃路線進(jìn)行飛行并實(shí)時(shí)獲取航拍圖像和點(diǎn)云數(shù)據(jù)；所述第一高度為最低目標(biāo)精度下無(wú)人機(jī)的飛行高度； S2，對(duì)所有航拍圖像進(jìn)行電力塔桿識(shí)別，若識(shí)別結(jié)果為航拍圖像中包含電力塔桿圖像，則將含有電力塔桿圖像的網(wǎng)格區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)網(wǎng)格區(qū)域；預(yù)設(shè)電力塔桿標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域面積區(qū)間[f，g]，則從該目標(biāo)網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)截取一個(gè)覆蓋所有電力塔桿區(qū)域最小外接矩形并計(jì)算該最小外接矩形面積S，若S屬于[f，g]，則控制無(wú)人機(jī)沿當(dāng)前測(cè)繪路線對(duì)下一網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪；若S不屬于[f，g]，則調(diào)整無(wú)人機(jī)的飛行高度至第二高度對(duì)所述目標(biāo)網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行再測(cè)繪，得到第二航拍圖像； S3，分別對(duì)不同網(wǎng)格區(qū)域所對(duì)應(yīng)的航拍圖像進(jìn)行處理，得到所有網(wǎng)格區(qū)域的正射影像圖并生成目標(biāo)區(qū)域的三維模型；根據(jù)所述第二航拍圖像對(duì)所述三維模型進(jìn)行修正得到三維實(shí)景模型，根據(jù)所述三維實(shí)景模型確定相鄰電力塔間電力線的空間范圍并提取該空間范圍內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成電力線建模并將所述電力線建模映射到所述三維實(shí)景模型中得到最終三維模型； 電力線建模的具體過(guò)程為： 獲取任一電力塔桿的頂點(diǎn)并構(gòu)建過(guò)頂點(diǎn)且與該電力塔桿對(duì)應(yīng)直線段平行的第二直線段，所述第二直線段的中點(diǎn)與所述頂點(diǎn)重合且長(zhǎng)度的長(zhǎng)度與第一直線段的長(zhǎng)度相等，沿順時(shí)針?lè)较蝽槾芜B接相鄰電力塔桿的第二直線段端點(diǎn)，生成頂點(diǎn)二維平面,提取空間范圍內(nèi)的所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)，選取點(diǎn)云數(shù)據(jù)中最小x坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為核心點(diǎn)并設(shè)置聚類控制半徑R，構(gòu)建經(jīng)過(guò)所述核心點(diǎn)且與頂點(diǎn)二維平面短邊平行的直線并確定該直線方向以沿著相鄰電力塔方向?yàn)檎较?，以核心點(diǎn)為球心R為球體半徑沿著所述直線正方向進(jìn)行掃描并判斷每次是否掃描到新的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，若有，則將掃描到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)存入集合Y中，同時(shí)將所述核心點(diǎn)更新為集合Y中最大x坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；若無(wú)，則繼續(xù)沿著所述直線正方向繼續(xù)掃描；重復(fù)上述步驟并生成集合Y1,Y2,...,Yn，獲取任一集合Yi中所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)設(shè)拋物線模型對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到任一電力線三維模型。