具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

本公开实施例1提供了一种基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法，包括以下步骤：

步骤1：获取已分类的输电线路点云数据，包括电力线点云数据和杆塔点云数据；

点云数据通过机载激光雷达设备沿电力线路中心扫描采集，通过DGPS/IMU联合解算，获取原始点云数据，通过数据处理软件对点云进行滤波、分类，获取电力线点云数据和杆塔点云数据。

考虑到风对电力线的影响，电力线实际处于摆动状态，在进行激光扫描时，需区分往返扫描的点云成果。

步骤2：确定杆塔中心平面坐标{C₁(x,y)，C₂(x,y)，…，C_n(x,y)}。杆塔中心平面坐标可采用以下三种方式获得：

1)现场实测法；

2)利用杆塔特征点提取杆塔中心点，如利用绝缘子串、杆塔顶点等；

3)对点云数据进行基于密度的聚类，提取出杆塔中心。

步骤3：确定要提取相间距离的目标塔位：C_i(x,y)，C_i+1(x,y)，其中i、i+1为塔位编号，提取出两塔位之间的电力线激光点云数据。

步骤4：以C_i(x,y)为坐标原点，C_i(x,y)，C_i+1(x,y)连线为X方向，以其垂线方向为Y方向，铅垂线方向为Z轴，建立线路空间坐标系，将电力线激光点云数据投影至线路空间坐标系中，其X坐标为累距，Y坐标为偏距，Z坐标为高程。

步骤5：提取电力线目标位置(累距X_S处)前后各0.5m点云数据，根据Y值正负及高程Z值分布，分别提取左/右线上相、中相及下相的点云数据，以表示，其中L代表左线，即Y值为正值，R代表右线，即Y值为负值；i＝1,2,3，分别表示上相、中相及下相；j为点云顺序号。

步骤6：根据输电线路电气特性，电力导线的每相导线可分为二分裂、三分裂、四分裂等。

以500kV输电线路为例，电力线的每相导线为四分裂。根据各相导线点云数据中Y值及Z值分布，分别提取出各分裂的点云数据。

以左线上相导线为例，首先计算出点云Y坐标平均值遍历所有左线上相导线的点云，大于将点云分类为左侧分裂点云，小于将点云分类为右侧分裂点云；

其次，分别计算分类后点云的Z坐标平均值大于的点云为上分裂点云，小于的点云为下分裂点云。分类后点云以表示，其中k＝1,2,3,4，分别表示左上、左下、右上、右下，如图1所示。

步骤7：对提取出各相各分裂的点云数据进行曲线拟合，通过内插计算出目标累距X_S处导线上各点位的三维坐标。

步骤8：计算上相/中相或中相/下相对应分裂点位的空间距离。

以左线、左上分裂为例，上相点位对应的坐标为中相点位对应的坐标为下相点位对应的坐标为上相/中相间的距离为：

中相/下相间的距离为：

为确保相间距离测量的准确性，提高测量精度，分别计算左上、左下、右上、右下分裂对应的相间距离，取其平均值为最终结果，同时计算其中误差作为测量精度指标：

其中，n为导线分裂数，对于本实例而言(500kV输电线路)，n＝4。

实施例2：

本公开实施例2提供了一种基于激光点云的电力导线相间距离自动获取系统，包括：

数据获取模块，被配置为：获取输电线路点云数据；

坐标确定模块，被配置为：根据获取的点云数据确定要提取相间距离的目标杆塔的中心平面坐标，构建线路空间坐标系；

点云投影模块，被配置为：将电力线激光点云数据投影至线路空间坐标系中，X坐标为累距，Y坐标为偏距，Z坐标为高程；

点云提取模块，被配置为：提取电力线目标位置前后各预设距离的点云数据，根据Y值正负及高程Z值分布，分别提取上相、中相及下相点云数据；

点云拟合模块，被配置为：根据各相导线点云数据中Y值及Z值分布，提取出各相各分裂的点云数据，对提取出各相各分裂的点云数据进行曲线拟合，得到目标位置处导线上各点位的三维坐标；

距离计算模块，被配置为：计算上相与中相或中相与下相对应分裂点位间的空间距离。

所述系统的工作方法与实施例1提供的基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法相同，这里不再赘述。

实施例3：

本公开实施例3提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法中的步骤，所述步骤为：

步骤1：获取已分类的输电线路点云数据，包括电力线点云数据和杆塔点云数据；

点云数据通过机载激光雷达设备沿电力线路中心扫描采集，通过DGPS/IMU联合解算，获取原始点云数据，通过数据处理软件对点云进行滤波、分类，获取电力线点云数据和杆塔点云数据。

考虑到风对电力线的影响，电力线实际处于摆动状态，在进行激光扫描时，需区分往返扫描的点云成果。

步骤2：确定杆塔中心平面坐标{C₁(x,y)，C₂(x,y)，…，C_n(x,y)}。杆塔中心平面坐标可采用以下三种方式获得：

1)现场实测法；

2)利用杆塔特征点提取杆塔中心点，如利用绝缘子串、杆塔顶点等；

3)对点云数据进行基于密度的聚类，提取出杆塔中心。

步骤3：确定要提取相间距离的目标塔位：C_i(x,y)，C_i+1(x,y)，其中i、i+1为塔位编号，提取出两塔位之间的电力线激光点云数据。

步骤4：以C_i(x,y)为坐标原点，C_i(x,y)，C_i+1(x,y)连线为X方向，以其垂线方向为Y方向，铅垂线方向为Z轴，建立线路空间坐标系，将电力线激光点云数据投影至线路空间坐标系中，其X坐标为累距，Y坐标为偏距，Z坐标为高程。

步骤5：提取电力线目标位置(累距X_S处)前后各0.5m点云数据，根据Y值正负及高程Z值分布，分别提取左/右线上相、中相及下相的点云数据，以表示，其中L代表左线，即Y值为正值，R代表右线，即Y值为负值；i＝1,2,3，分别表示上相、中相及下相；j为点云顺序号。

步骤6：根据输电线路电气特性，电力导线的每相导线可分为二分裂、三分裂、四分裂等。

以500kV输电线路为例，电力线的每相导线为四分裂。根据各相导线点云数据中Y值及Z值分布，分别提取出各分裂的点云数据。

以左线上相导线为例，首先计算出点云Y坐标平均值遍历所有左线上相导线的点云，大于将点云分类为左侧分裂点云，小于将点云分类为右侧分裂点云；

其次，分别计算分类后点云的Z坐标平均值大于的点云为上分裂点云，小于的点云为下分裂点云。分类后点云以表示，其中k＝1,2,3,4，分别表示左上、左下、右上、右下，如图1所示。

步骤7：对提取出各相各分裂的点云数据进行曲线拟合，通过内插计算出目标累距X_S处导线上各点位的三维坐标。

步骤8：计算上相/中相或中相/下相对应分裂点位的空间距离。

以左线、左上分裂为例，上相点位对应的坐标为中相点位对应的坐标为下相点位对应的坐标为上相/中相间的距离为：

中相/下相间的距离为：

为确保相间距离测量的准确性，提高测量精度，分别计算左上、左下、右上、右下分裂对应的相间距离，取其平均值为最终结果，同时计算其中误差作为测量精度指标：

其中，n为导线分裂数，对于本实例而言(500kV输电线路)，n＝4。

实施例4：

本公开实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的基于激光点云的电力导线相间距离自动获取方法中的步骤，所述步骤为：

步骤1：获取已分类的输电线路点云数据，包括电力线点云数据和杆塔点云数据；

点云数据通过机载激光雷达设备沿电力线路中心扫描采集，通过DGPS/IMU联合解算，获取原始点云数据，通过数据处理软件对点云进行滤波、分类，获取电力线点云数据和杆塔点云数据。

考虑到风对电力线的影响，电力线实际处于摆动状态，在进行激光扫描时，需区分往返扫描的点云成果。

步骤2：确定杆塔中心平面坐标{C₁(x,y)，C₂(x,y)，…，C_n(x,y)}。杆塔中心平面坐标可采用以下三种方式获得：

1)现场实测法；

2)利用杆塔特征点提取杆塔中心点，如利用绝缘子串、杆塔顶点等；

3)对点云数据进行基于密度的聚类，提取出杆塔中心。

步骤3：确定要提取相间距离的目标塔位：C_i(x,y)，C_i+1(x,y)，其中i、i+1为塔位编号，提取出两塔位之间的电力线激光点云数据。

步骤4：以C_i(x,y)为坐标原点，C_i(x,y)，C_i+1(x,y)连线为X方向，以其垂线方向为Y方向，铅垂线方向为Z轴，建立线路空间坐标系，将电力线激光点云数据投影至线路空间坐标系中，其X坐标为累距，Y坐标为偏距，Z坐标为高程。

步骤5：提取电力线目标位置(累距X_S处)前后各0.5m点云数据，根据Y值正负及高程Z值分布，分别提取左/右线上相、中相及下相的点云数据，以表示，其中L代表左线，即Y值为正值，R代表右线，即Y值为负值；i＝1,2,3，分别表示上相、中相及下相；j为点云顺序号。

步骤6：根据输电线路电气特性，电力导线的每相导线可分为二分裂、三分裂、四分裂等。

以500kV输电线路为例，电力线的每相导线为四分裂。根据各相导线点云数据中Y值及Z值分布，分别提取出各分裂的点云数据。

以左线上相导线为例，首先计算出点云Y坐标平均值遍历所有左线上相导线的点云，大于将点云分类为左侧分裂点云，小于将点云分类为右侧分裂点云；

其次，分别计算分类后点云的Z坐标平均值大于的点云为上分裂点云，小于的点云为下分裂点云。分类后点云以表示，其中k＝1,2,3,4，分别表示左上、左下、右上、右下，如图1所示。

步骤7：对提取出各相各分裂的点云数据进行曲线拟合，通过内插计算出目标累距X_S处导线上各点位的三维坐标。

步骤8：计算上相/中相或中相/下相对应分裂点位的空间距离。

以左线、左上分裂为例，上相点位对应的坐标为中相点位对应的坐标为下相点位对应的坐标为上相/中相间的距离为：

中相/下相间的距离为：

为确保相间距离测量的准确性，提高测量精度，分别计算左上、左下、右上、右下分裂对应的相间距离，取其平均值为最终结果，同时计算其中误差作为测量精度指标：

其中，n为导线分裂数，对于本实例而言(500kV输电线路)，n＝4。

本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。