一种柱状电力杆塔三维建模系统及方法与流程

    专利2022-07-08  112


    本申请涉及电力杆塔安全技术领域,尤其涉及一种柱状电力杆塔三维建模系统及方法。



    背景技术:

    无人机作为一种新型的输电线路巡检工具,在电力行业中得到广泛应用。相对于传统人工巡线方式,无人机巡线具有远程操控简单可靠、巡检效率高、使用成本低、受环境影响小等特点。柱状杆塔是整个输电线路中较常见的塔型,作为输电线路中重要的基础设施组成部分,监测其运营状态一直是电力巡检的重点任务。如何通过无人机采集的输电线路走廊影像数据来恢复电力杆塔的三维语义信息,是无人机巡检急需解决的关键问题。随着倾斜摄影技术的发展,针对无人机影像的特征点匹配、高效的光束法平差、密集匹配、三维表面网重建以及纹理映射等技术的提出,为输电线路走廊三维场景重建提供重要技术支撑。然而电力杆塔以及电力线作为特殊的人工设施,传统的方法对其进行语义化三维重建仍然面临诸多挑战。

    目前,电力杆塔的三维重建主要集中在基于激光点云数据的领域。虽然现有技术在激光点云数据中取得较好的成果,但是由于电力杆塔的弱纹理、镂空结构以及遮挡问题,通过密集匹配得到的电力杆塔密集点云不能完全包含杆塔的所有结构,这些基于激光点云电力杆塔重建的方法直接应用于杆塔倾斜影像中达到的效果欠佳。或者没有对杆塔的结构特性进行针对性的估算,导致重建模型存在一定的局限性。



    技术实现要素:

    本申请提供了一种柱状电力杆塔三维建模系统及方法,用于解决现有技术无法确保杆塔三维建模的准确性和可靠性,且由于未针对杆塔结构细节进行估算,导致杆塔三维模型存在局限性的技术问题。

    有鉴于此,本申请第一方面提供了一种柱状电力杆塔三维建模系统,包括:加载控制模块、杆塔顶端数字化模块、杆塔底端数字化模块和横担数字化模块;

    所述加载控制模块,用于根据目标杆塔图像加载目标杆塔的图像位置信息,生成并发送数字化触发指令,结合杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标构建电力杆塔三维模型;

    所述杆塔顶端数字化模块,用于根据所述数字化触发指令获取杆塔顶端的顶端圆心,根据所述顶端圆心计算顶端圆参数,得到所述杆塔顶端参数;

    所述杆塔底端数字化模块,用于根据所述数字化触发指令获取杆塔底端的底端圆心,根据所述底端圆心计算底端圆参数,得到所述杆塔底端参数;

    所述横担数字化模块,用于根据所述数字化触发指令获取横担一侧的第一关键点坐标,基于对称原理将所述横担一侧进行镜像处理,获取横担其他侧的第二关键点坐标,根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标提取所述横担坐标。

    可选的,所述加载控制模块具体用于:

    根据目标杆塔图像加载多张目标杆塔的图像位置信息,并结合实际的杆塔地理位置信息对所述目标杆塔图像进行筛选,得到预处理图像集;

    在所述预处理图像集中选取预置张候选图像,并根据所述候选图像生成并发送数字化触发指令;

    接收执行所述数字化触发指令后得到的杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标,并构建电力杆塔三维模型,所述电力杆塔三维模型为数字化表达模型。

    可选的,所述杆塔顶端数字化模块具体用于:

    根据所述数字化触发指令将第一预置标准圆与杆塔顶端圆锥进行覆盖处理,得到顶端圆后,获取杆塔顶端的顶端圆心;

    在所述顶端圆上随机选取一个顶端边缘点,根据所述顶端圆心和所述顶端边缘点计算所述顶端圆的顶端参数,得到杆塔顶端参数,所述杆塔顶端参数包括所述顶端圆心和所述顶端参数。

    可选的,所述杆塔底端数字化模块具体用于:

    根据所述数字化触发指令将第二预置标准圆与杆塔底端椎体进行覆盖处理,得到底端圆后,获取杆塔底端的底端圆心;

    在所述底端圆上随机选取一个底端边缘点,根据所述底端圆心和所述底端边缘点计算所述底端圆的底端参数,得到杆塔底端参数,所述杆塔底端参数包括所述底端圆心和所述底端参数。

    可选的,所述横担数字化模块具体用于:

    根据所述数字化触发指令按照顺时针或者逆时针依次绘制横担一侧的第一关键点,并获取对应的第一关键点坐标,所述第一关键点坐标为三维坐标;

    基于对称原理根据对称面将所述横担一侧进行前后镜像处理,获取所述横担一侧的镜像侧的第一镜像关键点坐标;

    基于对称原理根据对称面将所述横担一侧进行左右镜像处理,获取横担左右侧的第二镜像关键点坐标,所述第二关键点坐标包括所述第一镜像关键点坐标和所述第二镜像关键点坐标;

    根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标进行多边形连接处理,构建数字化横担结构,并提取所述横担坐标。

    可选的,所述横担数字化模块,还用于:

    对所述第二关键点坐标进行微调整处理,实现坐标纠正。

    本申请第二方面提供了一种柱状电力杆塔三维建模方法,包括:

    根据目标杆塔图像获取目标杆塔的图像位置信息,并根据所述图像位置信息在所述目标杆塔图像中筛选出预处理图像集;

    在所述预处理图像集中选取的候选图像上获取杆塔顶端的顶端圆心,并根据所述顶端圆心计算顶端圆参数,得到杆塔顶端参数;

    在所述预处理图像集中选取的所述候选图像上获取杆塔底端的底端圆心,并根据所述底端圆心计算底端圆参数,得到杆塔底端参数;

    在所述预处理图像集中选取的所述候选图像上绘制横担一侧的第一关键点,并获取第一关键点坐标;

    基于对称原理将所述横担一侧进行镜像处理,得到横担其他侧的第二关键点坐标,并根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标提取横担坐标;

    根据杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标构建电力杆塔三维模型。

    可选的,所述在所述预处理图像集中选取的候选图像上获取杆塔顶端的顶端圆心,并根据所述顶端圆心计算顶端圆参数,得到杆塔顶端参数,包括:

    在所述预处理图像集中选取的候选图像上将第一预置标准圆与杆塔顶端圆锥进行覆盖处理,得到顶端圆后,获取杆塔顶端的顶端圆心;

    在所述顶端圆上随机选取一个顶端边缘点,根据所述顶端圆心和所述顶端边缘点计算所述顶端圆的顶端参数,得到杆塔顶端参数,所述杆塔顶端参数包括所述顶端圆心和所述顶端参数。

    可选的,所述在所述预处理图像集中选取的所述候选图像上获取杆塔底端的底端圆心,并根据所述底端圆心计算底端圆参数,得到杆塔底端参数,包括:

    在所述预处理图像集中选取的所述候选图像上将第二预置标准圆与杆塔底端椎体进行覆盖处理,得到底端圆后,获取杆塔底端的底端圆心;

    在所述底端圆上随机选取一个底端边缘点,根据所述底端圆心和所述底端边缘点计算所述底端圆的底端参数,得到杆塔底端参数,所述杆塔底端参数包括所述底端圆心和所述底端参数。

    可选的,所述基于对称原理将所述横担一侧进行镜像处理,得到横担其他侧的第二关键点坐标,并根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标提取横担坐标,包括:

    基于对称原理根据对称面将所述横担一侧进行前后镜像处理,获取所述横担一侧的镜像侧的第一镜像关键点坐标;

    基于对称原理根据对称面将所述横担一侧进行左右镜像处理,获取横担左右侧的第二镜像关键点坐标,所述第二关键点坐标包括所述第一镜像关键点坐标和所述第二镜像关键点坐标;

    根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标进行多边形连接处理,构建数字化横担结构,并提取所述横担坐标。

    从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:

    本申请中,提供了一种柱状电力杆塔三维建模系统,包括:加载控制模块,用于根据目标杆塔图像加载目标杆塔的图像位置信息,生成并发送数字化触发指令,结合杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标构建电力杆塔三维模型;杆塔顶端数字化模块,用于根据数字化触发指令获取杆塔顶端的顶端圆心,根据顶端圆心计算顶端圆参数,得到杆塔顶端参数;杆塔底端数字化模块,用于根据数字化触发指令获取杆塔底端的底端圆心,根据底端圆心计算底端圆参数,得到杆塔底端参数;横担数字化模块,用于根据数字化触发指令获取横担一侧的第一关键点坐标,基于对称原理将横担一侧进行镜像处理,获取横担其他侧的第二关键点坐标,根据第一关键点坐标和第二关键点坐标提取横担坐标。

    本申请提供的柱状电力杆塔三维建模系统,将柱状杆塔划分为杆身和横担两个部分,再将杆身分别通过杆身顶端数字化和杆身底端数字化进行量化描述,而横担则利用了其对称原理,将获取的横担坐标进行镜像处理,从而得到横担的数字化表达,结合杆身和横担的数字化建模就可以得到整个目标电杆的三维模型。本申请分析了整个柱状杆塔的结构特征,并对不同结构分别进行数字化建模表达,相较于对整个杆塔进行整体建模更加具有针对性,得到的三维模型也更加准确可靠。因此,本申请能够解决现有技术无法确保杆塔三维建模的准确性和可靠性,且由于未针对杆塔结构细节进行估算,导致杆塔三维模型存在局限性的技术问题。

    附图说明

    图1为本申请实施例提供的一种柱状电力杆塔三维建模系统的一个结构示意图;

    图2为本申请实施例提供的一种柱状电力杆塔三维建模方法的一个流程示意图;

    图3为本申请实施例提供的杆塔横担结构示意图。

    具体实施方式

    为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

    为了便于理解,请参阅图1,本申请提供的一种柱状电力杆塔三维建模系统的实施例,包括:加载控制模块101、杆塔顶端数字化模块102、杆塔底端数字化模块103和横担数字化模块104。

    加载控制模块101,用于根据目标杆塔图像加载目标杆塔的图像位置信息,生成并发送数字化触发指令,结合杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标构建电力杆塔三维模型。

    需要说明的是,除了获取目标杆塔的图像位置信息,还需要获取柱状杆塔的地理位置信息;图像位置信息是指获取的目标杆塔的图像的gps信息,地理位置信息则是指杆塔的gps坐标信息。可以采用闭合环形航线采集线路走廊量测序列图像数据,每张图像记录了拍摄时的gps位置信息,然后可以恢复相机的内方位元素、畸变参数和每张图像的外方位元素,最后可以量测得到每个待建模柱状杆塔的经纬度位置信息。数字化触发指令用于控制杆塔顶端数字化模块、杆塔底端数字化模块和横担数字化模块对杆塔进行具体化数字建模,这些数字化模块根据触发指令进行数据的获取,参数的计算以及相关的数据处理,得到不同结构的目标数字化表达,通过加载控制模块联合这些数字化表达,构建电杆塔的三维模型。

    进一步地,加载控制模块101具体用于:根据目标杆塔图像加载多张目标杆塔的图像位置信息,并结合实际的杆塔地理位置信息对目标杆塔图像进行筛选,得到预处理图像集;在预处理图像集中选取预置张候选图像,并根据候选图像生成并发送数字化触发指令;接收执行数字化触发指令后得到的杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标,并构建电力杆塔三维模型,电力杆塔三维模型为数字化表达模型。

    需要说明的是,假设目标杆塔的杆塔地理位置信息表示为目标杆塔的图像位置信息为(xi,yi,zi),其中,i表示第i个柱状杆塔,0<i<n,n为柱状杆塔的总数量;i为获取的目标杆塔的第i张图像,0<i<n,n为采集的序列图像数量。计算距离该杆塔平面位置最近的图像k以及该图像的前后两张图像的平面位置向量v=(xk 1-xk-1,yk 1-yk-1),对于k之前的图像k1(0≤k1<k-1),分别计算该图像与k图像在向量v方向上的距离l;若是-0.2<l<1.2,则保存该图像作为预处理筛选出的图像。对于k之后的图像k2(k 1<k2≤n),同样以上述方法进行筛选,保留符合条件的图像,实际保留下来的即为k-1、k、k 1的图像,从而构建得到预处理图像集n1(n1∈n)。在选取的预置张候选图像中可以随机选择一张图像作为参考图像,进行杆身数字化和横担数字化的控制指令发送,各个数字化模块会根据指令进行数据获取和相关计算,并将数字化结果发送至加载控制模块,结合得到的数字化结果就可以构建出电力杆塔的三维模型。

    杆塔顶端数字化模块102,用于根据数字化触发指令获取杆塔顶端的顶端圆心,根据顶端圆心计算顶端圆参数,得到杆塔顶端参数。

    需要说明的是,本实施例中将杆塔看作是圆柱锥体,在参考图像中获取到圆柱锥体顶端的圆心后,就可以根据预置情况描绘的圆随机找到圆边缘,就可以求得顶端圆参数,例如半径,根据这些参数表达杆塔顶端,这些参数即为杆塔顶端参数,可以包括圆心三维坐标、边缘点三维坐标和半径等参数。

    进一步地,杆塔顶端数字化模块102具体用于:根据数字化触发指令将第一预置标准圆与杆塔顶端圆锥进行覆盖处理,得到顶端圆后,获取杆塔顶端的顶端圆心;在顶端圆上随机选取一个顶端边缘点,根据顶端圆心和顶端边缘点计算顶端圆的顶端参数,得到杆塔顶端参数,杆塔顶端参数包括顶端圆心和顶端参数。

    需要说明的是,预置标准圆是根据实际的参考图像中杆塔大小设置的一个圆,预置标准圆具备已知圆心,且可以根据覆盖过程进行更新,调整预置标准圆完成杆塔顶端圆锥覆盖后,就可以得到顶端圆,保留顶端圆的顶端圆心,在顶端圆边缘上随机选取一个顶端边缘点就可以根据顶端圆的圆心和顶端边缘点求得顶端圆的半径,从而确定顶端圆的数字化表达。顶端圆心保存的是三维坐标,实际的二维图像中的圆无法直接得到圆心高度,因此,圆心高度是通过其他方法确定,由于一条线路会有上百张的图像,每张图像上面都会有对应的一个杆塔顶端高度,这个高度是在无人机拍摄的时候得到的杆塔高度;计算出一个平均高度,将这一平均高度作为圆心高度,也称作高程值,根据顶端圆进行整合,就可得到顶端圆心的三维坐标。

    杆塔底端数字化模块103,用于根据数字化触发指令获取杆塔底端的底端圆心,根据底端圆心计算底端圆参数,得到杆塔底端参数。

    需要说明的是,杆塔底端的处理方式与杆塔顶端的处理方法类似,根据底端圆心和底端圆的边缘点就可以计算底端圆参数,例如底端圆半径,通过这些杆塔底端参数描述杆塔底端。

    进一步地,杆塔底端数字化模块103具体用于:根据数字化触发指令将第二预置标准圆与杆塔底端椎体进行覆盖处理,得到底端圆后,获取杆塔底端的底端圆心;在底端圆上随机选取一个底端边缘点,根据底端圆心和底端边缘点计算底端圆的底端参数,得到杆塔底端参数,杆塔底端参数包括底端圆心和底端参数。

    需要说明的是,同样是底端圆和底端圆心的确定,此处的底端边缘点不同于上述的顶端边缘点的确定方法,而是在杆塔塔身的边缘处随机选取底端边缘点,接着根据圆心和边缘点计算底端圆的底端参数,将顶端与底端的参数进行关联,将底端的三维边缘采样点投影至各个参考图像中,计算与各个图像底端圆的圆心的距离,每个底端圆选取最大距离的两个采样点保留三维坐标,结合顶端圆心和半径一起计算两个采样点与顶端圆之间的交点,将交点与对应的采样点连成线段就可以得到图像中柱状塔身的边缘,根据与实际成像边缘的拟合程度来动态调节底端圆心以及边缘点来最终确定底端参数。

    横担数字化模块104,用于根据数字化触发指令获取横担一侧的第一关键点坐标,基于对称原理将横担一侧进行镜像处理,获取横担其他侧的第二关键点坐标,根据第一关键点坐标和第二关键点坐标提取横担坐标。

    需要说明的是,柱状杆塔单侧的每个横担通常都具有一个对称面,双侧横担通常左右对称,请参阅图3,充分利用这些对称特性进行横担建模可以减少实际的操作时间。只需要获取横担一侧的关键点坐标,然后进行镜像处理,就可以得到其他侧的关键点坐标,联合这些关键点就可以得到横担结构,从而根据得到的横担结构确定横担坐标。

    进一步地,横担数字化模块104具体用于:根据数字化触发指令按照顺时针或者逆时针依次绘制横担一侧的第一关键点,并获取对应的第一关键点坐标,第一关键点坐标为三维坐标;基于对称原理根据对称面将横担一侧进行前后镜像处理,获取横担一侧的镜像侧的第一镜像关键点坐标;基于对称原理根据对称面将横担一侧进行左右镜像处理,获取横担左右侧的第二镜像关键点坐标,第二关键点坐标包括第一镜像关键点坐标和第二镜像关键点坐标;根据第一关键点坐标和第二关键点坐标进行多边形连接处理,构建数字化横担结构,并提取横担坐标。

    需要说明的是,请参阅图3,假设横担一侧选取是横担前侧,按照顺时针或者逆时针在图像上依次绘制关键点,这些关键点能够构成一个闭合多边形,该多边形可以描述横担前侧的几何形状以及相关参数。每次绘制当前关键点时,以选取的参考图像为基准进行关键点选取,保留各个关键点的三维坐标。由于横担的前侧和后侧是关于一个竖直平面对称的,因此,在获取到第一关键点后,可以通过前侧关键点和绘制的对称面直接计算横担后侧的关键点,即第一镜像关键点及其对应的三维坐标,不需要重新在图像上绘制关键点,在第一关键点中选取一个关键点作为参考点,选取该参考点的对称点,根据这一对对称点及其连线计算其中垂面,再根据对称性计算横担前侧关键点的所有对称点的坐标,依次连接成闭合多边形,得到横担前后侧的关键点及其对应坐标。

    柱状杆塔大部分横担都是左右对称的,在数字化单个横担前后侧关键点描述后,可以根据所有镜像处理获取完整的横担关键点,也就是第二镜像关键点,保存这些关键点坐标,然后联立这些关键点,得到闭合多边形,完成横担数字化表达。

    进一步地,横担数字化模块104,还用于:对第二关键点坐标进行微调整处理,实现坐标纠正。

    需要说明的是,由于存在部分横担前后侧并非严格对称的,在对横担进行前后镜像处理后,需要逐步调整横担后侧关键点的坐标,实现坐标纠正,以确保坐标的准确性。

    本申请实施例提供的柱状电力杆塔三维建模系统,将柱状杆塔划分为杆身和横担两个部分,再将杆身分别通过杆身顶端数字化和杆身底端数字化进行量化描述,而横担则利用了其对称原理,将获取的横担坐标进行镜像处理,从而得到横担的数字化表达,结合杆身和横担的数字化建模就可以得到整个目标电杆的三维模型。本申请实施例分析了整个柱状杆塔的结构特征,并对不同结构分别进行数字化建模表达,相较于对整个杆塔进行整体建模更加具有针对性,得到的三维模型也更加准确可靠。因此,本申请实施例能够解决现有技术无法确保杆塔三维建模的准确性和可靠性,且由于未针对杆塔结构细节进行估算,导致杆塔三维模型存在局限性的技术问题。

    为了便于理解,请参阅图2,本申请提供了一种柱状电力杆塔三维建模方法的实施例,包括:

    步骤201、根据目标杆塔图像获取目标杆塔的图像位置信息,并根据图像位置信息在目标杆塔图像中筛选出预处理图像集;

    步骤202、在预处理图像集中选取的候选图像上获取杆塔顶端的顶端圆心,并根据顶端圆心计算顶端圆参数,得到杆塔顶端参数;

    步骤203、在预处理图像集中选取的候选图像上获取杆塔底端的底端圆心,并根据底端圆心计算底端圆参数,得到杆塔底端参数;

    步骤204、在预处理图像集中选取的候选图像上绘制横担一侧的第一关键点,并获取第一关键点坐标;

    步骤205、基于对称原理将横担一侧进行镜像处理,得到横担其他侧的第二关键点坐标,并根据第一关键点坐标和第二关键点坐标提取横担坐标;

    步骤206、根据杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标构建电力杆塔三维模型。

    进一步地,在预处理图像集中选取的候选图像上获取杆塔顶端的顶端圆心,并根据顶端圆心计算顶端圆参数,得到杆塔顶端参数,包括:

    在预处理图像集中选取的候选图像上将第一预置标准圆与杆塔顶端圆锥进行覆盖处理,得到顶端圆后,获取杆塔顶端的顶端圆心;

    在顶端圆上随机选取一个顶端边缘点,根据顶端圆心和顶端边缘点计算顶端圆的顶端参数,得到杆塔顶端参数,杆塔顶端参数包括顶端圆心和顶端参数。

    进一步地,在预处理图像集中选取的候选图像上获取杆塔底端的底端圆心,并根据底端圆心计算底端圆参数,得到杆塔底端参数,包括:

    在预处理图像集中选取的候选图像上将第二预置标准圆与杆塔底端椎体进行覆盖处理,得到底端圆后,获取杆塔底端的底端圆心;

    在底端圆上随机选取一个底端边缘点,根据底端圆心和底端边缘点计算底端圆的底端参数,得到杆塔底端参数,杆塔底端参数包括底端圆心和底端参数。

    进一步地,基于对称原理将横担一侧进行镜像处理,得到横担其他侧的第二关键点坐标,并根据第一关键点坐标和第二关键点坐标提取横担坐标,包括:

    基于对称原理根据对称面将横担一侧进行前后镜像处理,获取横担一侧的镜像侧的第一镜像关键点坐标;

    基于对称原理根据对称面将横担一侧进行左右镜像处理,获取横担左右侧的第二镜像关键点坐标,第二关键点坐标包括第一镜像关键点坐标和第二镜像关键点坐标;

    根据第一关键点坐标和第二关键点坐标进行多边形连接处理,构建数字化横担结构,并提取横担坐标。

    在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

    所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

    另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。

    所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:read-onlymemory,英文缩写:rom)、随机存取存储器(英文全称:randomaccessmemory,英文缩写:ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

    以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。


    技术特征:

    1.一种柱状电力杆塔三维建模系统,其特征在于,包括:加载控制模块、杆塔顶端数字化模块、杆塔底端数字化模块和横担数字化模块;

    所述加载控制模块,用于根据目标杆塔图像加载目标杆塔的图像位置信息,生成并发送数字化触发指令,结合杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标构建电力杆塔三维模型;

    所述杆塔顶端数字化模块,用于根据所述数字化触发指令获取杆塔顶端的顶端圆心,根据所述顶端圆心计算顶端圆参数,得到所述杆塔顶端参数;

    所述杆塔底端数字化模块,用于根据所述数字化触发指令获取杆塔底端的底端圆心,根据所述底端圆心计算底端圆参数,得到所述杆塔底端参数;

    所述横担数字化模块,用于根据所述数字化触发指令获取横担一侧的第一关键点坐标,基于对称原理将所述横担一侧进行镜像处理,获取横担其他侧的第二关键点坐标,根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标提取所述横担坐标。

    2.根据权利要求1所述的柱状电力杆塔三维建模系统,其特征在于,所述加载控制模块具体用于:

    根据目标杆塔图像加载多张目标杆塔的图像位置信息,并结合实际的杆塔地理位置信息对所述目标杆塔图像进行筛选,得到预处理图像集;

    在所述预处理图像集中选取预置张候选图像,并根据所述候选图像生成并发送数字化触发指令;

    接收执行所述数字化触发指令后得到的杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标,并构建电力杆塔三维模型,所述电力杆塔三维模型为数字化表达模型。

    3.根据权利要求1所述的柱状电力杆塔三维建模系统,其特征在于,所述杆塔顶端数字化模块具体用于:

    根据所述数字化触发指令将第一预置标准圆与杆塔顶端圆锥进行覆盖处理,得到顶端圆后,获取杆塔顶端的顶端圆心;

    在所述顶端圆上随机选取一个顶端边缘点,根据所述顶端圆心和所述顶端边缘点计算所述顶端圆的顶端参数,得到杆塔顶端参数,所述杆塔顶端参数包括所述顶端圆心和所述顶端参数。

    4.根据权利要求1所述的柱状电力杆塔三维建模系统,其特征在于,所述杆塔底端数字化模块具体用于:

    根据所述数字化触发指令将第二预置标准圆与杆塔底端椎体进行覆盖处理,得到底端圆后,获取杆塔底端的底端圆心;

    在所述底端圆上随机选取一个底端边缘点,根据所述底端圆心和所述底端边缘点计算所述底端圆的底端参数,得到杆塔底端参数,所述杆塔底端参数包括所述底端圆心和所述底端参数。

    5.根据权利要求1所述的柱状电力杆塔三维建模系统,其特征在于,所述横担数字化模块具体用于:

    根据所述数字化触发指令按照顺时针或者逆时针依次绘制横担一侧的第一关键点,并获取对应的第一关键点坐标,所述第一关键点坐标为三维坐标;

    基于对称原理根据对称面将所述横担一侧进行前后镜像处理,获取所述横担一侧的镜像侧的第一镜像关键点坐标;

    基于对称原理根据对称面将所述横担一侧进行左右镜像处理,获取横担左右侧的第二镜像关键点坐标,所述第二关键点坐标包括所述第一镜像关键点坐标和所述第二镜像关键点坐标;

    根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标进行多边形连接处理,构建数字化横担结构,并提取所述横担坐标。

    6.根据权利要求1所述的柱状电力杆塔三维建模系统,其特征在于,所述横担数字化模块,还用于:

    对所述第二关键点坐标进行微调整处理,实现坐标纠正。

    7.一种柱状电力杆塔三维建模方法,其特征在于,包括:

    根据目标杆塔图像获取目标杆塔的图像位置信息,并根据所述图像位置信息在所述目标杆塔图像中筛选出预处理图像集;

    在所述预处理图像集中选取的候选图像上获取杆塔顶端的顶端圆心,并根据所述顶端圆心计算顶端圆参数,得到杆塔顶端参数;

    在所述预处理图像集中选取的所述候选图像上获取杆塔底端的底端圆心,并根据所述底端圆心计算底端圆参数,得到杆塔底端参数;

    在所述预处理图像集中选取的所述候选图像上绘制横担一侧的第一关键点,并获取第一关键点坐标;

    基于对称原理将所述横担一侧进行镜像处理,得到横担其他侧的第二关键点坐标,并根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标提取横担坐标;

    根据杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标构建电力杆塔三维模型。

    8.根据权利要求7所述的柱状电力杆塔三维建模方法,其特征在于,所述在所述预处理图像集中选取的候选图像上获取杆塔顶端的顶端圆心,并根据所述顶端圆心计算顶端圆参数,得到杆塔顶端参数,包括:

    在所述预处理图像集中选取的候选图像上将第一预置标准圆与杆塔顶端圆锥进行覆盖处理,得到顶端圆后,获取杆塔顶端的顶端圆心;

    在所述顶端圆上随机选取一个顶端边缘点,根据所述顶端圆心和所述顶端边缘点计算所述顶端圆的顶端参数,得到杆塔顶端参数,所述杆塔顶端参数包括所述顶端圆心和所述顶端参数。

    9.根据权利要求7所述的柱状电力杆塔三维建模方法,其特征在于,所述在所述预处理图像集中选取的所述候选图像上获取杆塔底端的底端圆心,并根据所述底端圆心计算底端圆参数,得到杆塔底端参数,包括:

    在所述预处理图像集中选取的所述候选图像上将第二预置标准圆与杆塔底端椎体进行覆盖处理,得到底端圆后,获取杆塔底端的底端圆心;

    在所述底端圆上随机选取一个底端边缘点,根据所述底端圆心和所述底端边缘点计算所述底端圆的底端参数,得到杆塔底端参数,所述杆塔底端参数包括所述底端圆心和所述底端参数。

    10.根据权利要求7所述的柱状电力杆塔三维建模方法,其特征在于,所述基于对称原理将所述横担一侧进行镜像处理,得到横担其他侧的第二关键点坐标,并根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标提取横担坐标,包括:

    基于对称原理根据对称面将所述横担一侧进行前后镜像处理,获取所述横担一侧的镜像侧的第一镜像关键点坐标;

    基于对称原理根据对称面将所述横担一侧进行左右镜像处理,获取横担左右侧的第二镜像关键点坐标,所述第二关键点坐标包括所述第一镜像关键点坐标和所述第二镜像关键点坐标;

    根据所述第一关键点坐标和所述第二关键点坐标进行多边形连接处理,构建数字化横担结构,并提取所述横担坐标。

    技术总结
    本申请公开了一种柱状电力杆塔三维建模系统及方法,系统包括:加载控制模块用于根据目标杆塔图像加载目标杆塔的图像位置信息,生成并发送数字化触发指令,结合杆塔顶端参数、杆塔底端参数和横担坐标构建电力杆塔三维模型;杆塔顶端数字化模块用于获取杆塔顶端的顶端圆心,根据顶端圆心计算后得到杆塔顶端参数;杆塔底端数字化模块用于获取杆塔底端的底端圆心,根据底端圆心计算后得到杆塔底端参数;横担数字化模块用于获取第一关键点坐标,基于对称原理进行镜像处理,获取其他侧的第二关键点坐标,根据第一关键点坐标和第二关键点坐标提取横担坐标。解决了现有技术无法确保杆塔三维建模准确性和可靠性,且杆塔三维模型存在局限性的技术问题。

    技术研发人员:李国强;张英;李雄刚;刘高;廖如超;彭炽刚;陈浩;周华敏;张峰;廖建东;陈赟;郭锦超;蒙华伟;王丛;翟瑞聪
    受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司机巡作业中心
    技术研发日:2020.12.07
    技术公布日:2021.03.12

    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-15934.html

    最新回复(0)