[发明专利]一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法

权利要求书

1.一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：铁塔点云分层：提取铁塔点云最低点高程值h_min，按步长k沿高程方向将铁塔点云分割成若干层，得到分层点云集合{Φ₁,Φ₂,…,Φ_n}；

步骤S2：计算最小外接矩形：将分层点云Φ_i投影至xOy平面上，求解投影后平面点集的最小外接矩形R_i，其顶点为(P_i¹,P_i²,P_i³,P_i⁴)，长宽面积分别为L_i，W_i，S_i；

步骤S3：提取塔身点云：利用塔身点云外接矩形大致呈正方形分布，且从下至上面积递减的特性，过滤高低腿与塔头的分层点云；

步骤S4：外接矩形倾斜检测：计算分层最小外接矩形各边与分层点集的内切点，利用内切点高程检验过滤因铁塔点云存在缺点、噪点导致外接矩形倾斜情况，当矩形倾斜时矩形中点可能会偏离铁塔中轴；所述步骤S4中，当最小外接矩形内切点为噪点或因缺点严重发生偏移时，外接矩形发生倾斜，此时矩形中点可能会偏离铁塔中轴，因此在确定铁塔中轴点之前，需要对矩形内切点的高程进行判断，过滤矩形倾斜的情况，令i←1利用分层外接矩形四个顶点构建矩形四边平面直线方程，遍历点集计算点集内各点到矩形四边线的平面距离，选取距离边线平面距离最小的点作为该边线的内切点，当四边内切点高程差最大值小于k/4，视为矩形平行于xOy平面，进行步骤S5确定杆塔中轴点，否则令i←i+1，重复步骤S4直至i＜m；

步骤S5：确定杆塔中轴点，将四边内切点高程平均值作为外接矩形中心点的高程值,将中心点加入到杆塔中轴点集Pset；

步骤S6：抗差估计直线拟合：将抗差估计应用到铁塔中轴线拟合中，通过选权迭代的方式自适应调整各中轴点的拟合权重，达到降低偏移点在直线拟合中影响度的目的；

步骤S7：进行铁塔倾斜度计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光LIDAR点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法，其特征在于：所述步骤S3中，令i←1，进行分层点云Φ_i塔身检验，判断公式如下：

S_last为上一层点云外接矩形的面积；若点云Φ_i符合公式(1)，Φ_i增加到塔身分层点云集合中，令S_last＝S_i，反之将Φ_i作为高低腿和塔头点云进行过滤，令i←i+1，重复步骤S3直至i＜n。