[发明专利]一种导线激光点云补齐方法

说明书

本发明公开了一种导线激光点云补齐方法，所述导线激光点云补齐方法包括：S1：坐标变换步骤，将导线点云进行坐标变换，使得导线的走向与某坐标轴一致；S2：筛选待补点云区间步骤，筛选出点云密度ρ小于设定值ρ_min的点云区间进行补齐，其中，点云密度ρ＝N/L，L为区间长度、N为区间内点云的数量；S3：执行点云补齐步骤，基于待补点云区间及其相邻导线的点云区间，点云补齐任务，以及直接补齐、细分补齐和累加补齐方法完成点云补齐；S4：坐标逆变换步骤，将完成点云补充后的导线进行坐标逆变换获得导线的原始走向。本发明方法直接利用实际采集的激光点云，完成了导线激光点云的补齐，点云补齐的结果更接近设备采集的效果。

技术领域

本发明属于点云处理领域，尤其涉及一种输电通道的导线点云补齐技术。

背景技术

通过无人机搭载激光雷达，可以采集输电通道的激光点云，如图1所示。从而构建输电通道的三维模型，为树障排查、自主巡检等工作奠定基础。在输电通道中，由于导线本身较细，激光雷达精度不够，无人机航迹规划欠佳，环境中存在遮挡等因素，采集到的导线点云存在缺失或特别稀疏，需要后期通过点云补齐操作增加激光点数据，从而获得高质量的导线点云。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种导线激光点云补齐方法，本发明方法直接利用实际采集的激光点云，完成了导线激光点云的补齐，点云补齐的结果更接近设备采集的效果。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种导线激光点云补齐方法，所述导线激光点云补齐方法包括：

S1：坐标变换步骤，将导线点云进行坐标变换，使得导线的走向与某坐标轴一致；

S2：筛选待补点云区间步骤，筛选出点云密度小于设定值ρ_min的点云区间进行补齐，其中，点云密度ρ＝N/L，L为区间长度、N为区间内点云的数量；

S3：执行点云补齐步骤，基于待补点云区间及其相邻导线的点云区间，点云补齐任务，以及直接补齐、细分补齐和累加补齐方法完成点云补齐；

S4：坐标逆变换步骤，将完成点云补充后的导线进行坐标逆变换获得导线的原始走向。

根据一个优选的实施方式，步骤S1中，导线的走向，用其点云矩阵最大奇异值对应的奇异向量表示；

导线点云的点P，用齐次坐标表示为P＝[x,y,z,1]^T

变换后的坐标记为P′＝[x′,y′,z′,1]^T，P的坐标变换表示为P′＝TP；

坐标变换矩阵T，通过坐标的旋转矩阵与平移矩阵联合构建。

根据一个优选的实施方式，步骤S2中，利用滑动窗口筛选待补点云区间，窗口从导线的一端开始，向另一端滑动，计算滑动窗口内点云区间的点云密度，筛选出点云密度小于设定值ρ_min的点云区间，当前区间操作完成后，窗口按移动步长滑动到下一个位置，执行待补点云区间筛选操作。

根据一个优选的实施方式，步骤S2中，筛选待补点云区间还包括对点云实施交错补齐，筛选待补点云区间的滑动窗口，滑动窗口从导线左端向右移动与从右端向左移动交错进行；或者，滑动窗口从导线上任意位置开始，随机选择向左或向右移动。

根据一个优选的实施方式，步骤S3中，点云补齐过程即为待补点云区间新增不少于N_new＝ρ_minL-N个点。

根据一个优选的实施方式，步骤S3中，补齐操作通过点云复制实现，经过坐标变换后，点云复制通过坐标加减法实现，复制点P′_new表示为如下公式：