一种基于电力线场景下的点云分割方法、系统、设备及介质与流程

本发明属于电力线三维点云处理，涉及一种基于电力线场景下的点云分割方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着三维扫描技术和计算机视觉的不断发展，点云数据作为一种重要的三维信息表达方式，被广泛应用于电力巡检、城市规划、自动驾驶、地形测绘等。在电力巡检领域，由于电力线分布广泛、结构复杂，且通常处于高空或复杂地形中，传统的巡检方式不仅效率低下，还存在安全隐患。因此，基于点云数据的电力线巡检技术逐渐受到重视。

2、然而，电力线场景下的点云分割技术面临着诸多挑战。首先，电力线本身细长、柔软，且容易与其他物体(如树枝、建筑物)发生交织，导致在点云数据中难以准确区分。其次，电力线场景通常存在大量的噪声点，如树叶、飞鸟等，这些噪声点会干扰点云分割的准确性。此外，不同环境条件下的点云数据质量差异较大，如光照、天气等因素都会影响点云数据的采集和处理，进一步增加了点云分割的难度。

3、目前，针对点云分割的技术研究主要集中在基于几何特征的方法和基于深度学习的方法。基于几何特征的方法通常利用点云的曲率、法线等局部信息进行分割，但这类方法对于复杂场景的适应性较差，难以准确区分电力线与其他物体。基于深度学习的方法则通过训练模型来学习点云的内在特征，从而实现分割。然而，由于电力线场景的复杂性和数据量的限制，深度学习模型的训练往往面临数据不平衡、过拟合等问题，导致分割效果不尽人意。

4、因此，如何在电力线场景下实现高精度的点云分割，提高电力巡检的效率和准确性，成为当前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于电力线场景下的点云分割方法、系统、设备及介质，该方法、系统、设备及介质能够实现高精度的点云分割。

2、为达到上述目的，本发明公开了一种基于电力线场景下的点云分割方法，包括：

3、获取电力线点云数据；

4、对所述电力线点云数据进行过分割操作，得到若干超体素；

5、利用法线及颜色信息的联合准则，合并超体素，并进行区域生长，得分割后的点云。

6、所述对所述电力线点云数据进行过分割操作，得到若干超体素的过程为：

7、使用八叉树对电力线点云数据进行体素化，得到体素云；

8、确定体素云中各体素之间的特征距离；

9、初始化种子体素，基于体素云中各体素之间的特征距离，利用种子体素对体素云中的体素进行流约束聚类，得到若干超体素。

10、所述利用法线及颜色信息的联合准则，合并超体素，并进行区域生长的过程为：

11、设定法线夹角阈值及色差阈值；

12、计算种子体素与相邻体素的法线夹角及色差；

13、当种子体素与相邻体素的法线夹角低于法线夹角阈值或者色差小于色差阈值时，则将该相邻体素添加到该种子体素的生长区域，计算区域生长结果各聚类点数目n；

14、设置最大聚类点数阈值和最小聚类点数阈值；

15、将n低于最小聚类点数阈值的类加入到法线夹角和色差最小的点云类中；

16、将n高于最大聚类点数阈值的类重新设定法线夹角阈值和色差阈值后进行生长。

17、所述获取电力线点云数据之后还包括：

18、对所述获取电力线点云数据进行滤波。

19、本发明公开了一种基于电力线场景下的点云分割系统，包括：

20、数据获取模块，用于获取电力线点云数据；

21、超体素聚合模块，用于对所述电力线点云数据进行过分割操作，得到若干超体素；

22、点云分割模块，用于利用法线及颜色信息的联合准则，合并超体素，并进行区域生长，得分割后的点云。

23、还包括：

24、点云滤波模块，用于对所述获取电力线点云数据进行滤波。

25、所述超体素聚合模块包括：

26、体素化模块，用于使用八叉树对电力线点云数据进行体素化，得到体素云；

27、确定模块，用于确定体素云中各体素之间的特征距离；

28、聚类模块，用于初始化种子体素，基于体素云中各体素之间的特征距离，利用种子体素对体素云中的体素进行流约束聚类，得到若干超体素。

29、所述点云分割模块包括：

30、设定模块，用于设定法线夹角阈值及色差阈值；

31、第一计算模块，用于计算种子体素与相邻体素的法线夹角及色差；

32、第二计算模块，用于当种子体素与相邻体素的法线夹角低于法线夹角阈值或者色差小于色差阈值时，则将该相邻体素添加到该种子体素的生长区域，计算区域生长结果各聚类点数目n；

33、设置模块，用于设置最大聚类点数阈值和最小聚类点数阈值；

34、加入模块，用于将n低于最小聚类点数阈值的类加入到法线夹角和色差最小的点云类中；

35、生成长模块，用于将n高于最大聚类点数阈值的类重新设定法线夹角阈值和色差阈值后进行生长。

36、本发明公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述基于电力线场景下的点云分割方法的步骤。

37、本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述基于电力线场景下的点云分割方法的步骤。

38、本发明具有以下有益效果：

39、本发明所述的基于电力线场景下的点云分割方法、系统、设备及介质在具体操作时，利用电力线点云数据几何特征和颜色信息的联合准则合并超体素并进行区域生长，以提高点云分割的效率和精度，适用于复杂环境下的电力线场景，具有较强的实用性，操作简单，便于实现，易于实现和集成到现有系统中。

技术特征：

1.一种基于电力线场景下的点云分割方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于电力线场景下的点云分割方法，其特征在于，所述对所述电力线点云数据进行过分割操作，得到若干超体素的过程为：

3.根据权利要求1所述的基于电力线场景下的点云分割方法，其特征在于，所述利用法线及颜色信息的联合准则，合并超体素，并进行区域生长的过程为：

4.根据权利要求1所述的基于电力线场景下的点云分割方法，其特征在于，所述获取电力线点云数据之后还包括：

5.一种基于电力线场景下的点云分割系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的基于电力线场景下的点云分割系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求5所述的基于电力线场景下的点云分割系统，其特征在于，所述超体素聚合模块包括：

8.根据权利要求5所述的基于电力线场景下的点云分割系统，其特征在于，所述点云分割模块包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4任一项所述基于电力线场景下的点云分割方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述基于电力线场景下的点云分割方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种基于电力线场景下的点云分割方法、系统、设备及介质，属于电力线三维点云处理技术领域，包括：获取电力线点云数据；对所述电力线点云数据进行过分割操作，得到若干超体素；利用法线及颜色信息的联合准则，合并超体素，并进行区域生长，得分割后的点云，该方法、系统、设备及介质能够实现高精度的点云分割。下一页说明书摘要附图好像有点问题，与这一段文字描述不符。技术研发人员：王志远,李洪灯,陈岩磊,高越,张澈受保护的技术使用者：北京华能新锐控制技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27