用于构建输变电三维数字电网的车载LiDAR三维数据采集方法

摘要

一种用于构建输变电三维数字电网的车载LiDAR三维数据采集方法。其包括收集资料、现场踏勘、判断是否满足车载测量条件、车载LiDAR方案制定、点云数据采集、判断点云数据是否合格、点云数据去噪、拼接、验证点云数据是否完整、修正点云数据采集方案、影像采集、判断影像数据是否合格、数据保存等步骤。本发明提供的用于构建输变电三维数字电网的车载LiDAR三维数据采集方法具有测量速度快、容易实施、采集数据密度大、精度高等优点。采用移动LiDAR测量系统进行外业采集，工作效率可大大提高。

主权项

一种用于构建输变电三维数字电网的车载LiDAR三维数据采集方法，所采用的硬件平台包括：安装在机动车辆上的激光扫描装置(1)、GPS定位装置(2)、惯性导航仪(3)、数字摄像机(4)、主机(5)、存储器(6)、操作平台(7)和车载电源(8)；其特征在于：所述的车载LiDAR三维数据采集方法包括按顺序执行的下列步骤：步骤一、收集资料的S1阶段：收集项目指定的需要构建三维场景的输电线路或变电站的资料并进行综合分析；步骤二、现场踏勘的S2阶段：组织外业采集人员到现场进行踏勘，记录被测区域的周边地理环境，分析适合车载方式的采集方案，为制定外业采集方案提供依据；步骤三、判断是否满足车载测量条件的S3阶段：根据S2阶段中现场踏勘得到的资料，判断本项目是否具备进行车载数据采集的条件，如果判断结果为“是”，则进入下一步；否则，说明项目不适合采用车载LiDAR扫描方式进行扫描，退出流程；步骤四、车载LiDAR方案制定的S4阶段：根据S1阶段、S2阶段所收集的项目资料、或者前次采集所得的采集修正方案，制定车载LiDAR技术的外业采集方案；即确定外业采集的时间、行车路线、行车速度参数，方案制定完毕后，下一步同时进入S5阶段和S10阶段，同时进行车载点云数据采集和车载影像采集；步骤五、点云数据采集的S5阶段：根据制定好的外业采集方案，进行车载点云数据采集；即通过车载激光扫描装置(1)进行三维点云数据采集，并将采集到的点云数据传送给主机(5)；步骤六、判断点云数据是否合格的S6阶段：主机(5)将验证点云数据的精度是否满足建模要求，并以此判断点云数据是否合格，如果判断结果为“是”，则进入下一步S7阶段；否则进入S9阶段，分析导致数据不满足条件的原因，重新制定外业采集方案；步骤七、点云数据去噪、拼接的S7阶段：将点云数据去噪，并根据特征点将多次采集得到的点云数据拼接到一起，拼接完成之后，进入下一步S8阶段；步骤八、验证点云数据是否完整的S8阶段：验证拼接完成后点云数据是否完整，是否将测区的所有电力设备采集完整；如果完整，下一步进入S12阶段，保存数据；如果点云数据不完整，则下一步进入S9阶段；步骤九、修正点云数据采集方案的S9阶段：分析采集失败的原因，更正存在的问题，重新修订外业采集方案；方案修订完成之后，下一步进入S4阶段；步骤十、影像采集的S10阶段：根据外业采集方案，进行车载影像采集；即通过激光扫描装置(1)进行三维点云数据采集的同时，也通过车载数字摄像机(4)进行影像的采集，并将采集到的影像信息传送给主机(5)；步骤十一、判断影像数据是否合格的S11阶段：验证外业采集的影像数据是否满足内业三维建模的要求，如果判断结果为“是”，则下一步执行S12阶段，否则返回S10阶段，重新进行影像数据采集工作；步骤十二、数据保存的S12阶段：保存采集结果，即在存储器(6)中保存采集到的点云数据和影像信息；采集流程至此结束。