(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211150246.8 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 河南城建学院 地址 467036 河南省平 顶山市新城区龙翔 大道 (72)发明人 丁磊香　孙亚飞　张志敏　高宁　 侯绍洋　朱宝训　 (74)专利代理 机构 合肥市科融知识产权代理事 务所(普通 合伙) 34126 专利代理师 施红生 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06V 10/762(2022.01) (54)发明名称 顾及风偏环境的激光点云输电线模型重建 方法 (57)摘要 本发明涉及人工智能模 型相关领域， 公开了 一种顾及风偏环境的激光点云输电线模型重建 方法， 在分析了风荷载作用于输电线受力变化的 基础上， 提出了风偏环境下输电线三维空间形态 描述的理论模型(抛物线 ‑抛物线方程)， 建立了 一种顾及风偏因素的激光点云输电线模型重建 方法， 选择三组典型代表性的实验数据， 涉及不 同风速、 地形条件及输电线类型； 本文提出的抛 物线‑抛物线方程能很好的顾及水平 风荷载作用 的输电线空间形态特性， 相比已有模型直线 ‑抛 物线方程， 具有较高的模型重建精度和普遍适用 性， 研究对提高激光点云输电线模 型重建具有重 要的理论 参考价值。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115457210 A 2022.12.09 CN 115457210 A 1.顾及风偏环境的激光 点云输电线模型重建方法， 其特 征在于， 包 含以下步骤： 通过预设的小型激光雷达系统获取多组点云数据， 每组所述点云数据分别对应不同的 环境变量， 所述 点云数据指通过测量获取的目标表面特 征的海量 点集合； 根据目标模型方程对多组所述点云数据进行处理， 从而获取样本点的模型残差， 其中， 残差表征实际值与拟合 值的偏差； 当损失函数取最小值时， 求解计算以获取模型参数最优解， 所述损 失函数为将随机事 件或与其有关随机变量的取值映射为非负实数以表示该随机事件的 “风险”或“损失”的函 数。 2.根据权利要求1所述的顾及风偏环境的激光点云输电线模型重建方法， 其特征在于， 还包括模型评价的步骤， 模型评价具体包括定性评价以及定量评价； 所述定性评价包括步骤： 根据点云分布的中心线对模型曲线进行贴合判定， 并根据贴 合判定结果对模型的重 建效果划分多个效果等级， 所述效果等级与所述模 型曲线对所述中 心线的贴合 程度成正比； 所述定量评价包括步骤： 随机取多个激光点云中的激光点与模型曲线的最近距离为误 差变量， 并根据多个所述误差变量统计生成最大误差、 中位误差以及平均误差， 分别用于衡 量模型曲线偏离激光点云的分布分为、 模型曲线偏离激光点云的程度以及 模型曲线偏离激 光点云的距离 。 3.根据权利要求2所述的顾及风偏环境的激光点云输电线模型重建方法， 其特征在于， 还包括风偏理论模型的建立 步骤， 所述 风偏理论模型的建立具体包括 步骤： 水平面内曲线模型的建立， 铅垂面内曲线模型的建立， 基于所述水平面内曲线模型与所述铅垂面内曲线模型， 组合建立风偏环境下输电线三 维空间形态模型， 所述输电线三维空间形态模型通过 抛物线方程表述。 4.根据权利要求3所述的顾及风偏环境的激光点云输电线模型重建方法， 其特征在于， 所述水平面内曲线模型的建立的步骤具体包括： 通过预设的空间转化程序将风偏环境下输电线三维空间模型曲线进行分解， 从而获取 水平面内风荷载作用下模型曲线以及铅垂面内自重荷载作用下的模型曲线； 基于模型曲线所在水平面内， 以起始悬挂 点为基准， 建立水平投影直角坐标系； 当处于平衡状态时， 输电线上任意点处风压载荷、 自重载荷和导线张力的合力矢量为 零， 基于任意点两侧输电线建立多组力矩平衡方程式， 并根据所述力矩平衡方程式获取风 偏理论模型的抛物线方程表述。 5.根据权利要求5所述的顾及风偏环境的激光点云输电线模型重建方法， 其特征在于， 所述铅垂面内曲线模型的建立的步骤中： 铅垂面投影直角坐标系以两悬挂 点连线为横轴， 垂直竖直方向为纵轴建立； 铅垂面内所述输电线等效视为水平面内只承受风荷作用， 铅垂面内仅承受自重载荷作 用， 所述铅垂面内曲线模型通过 抛物线方程表述。 6.根据权利要求5所述的顾及风偏环境的激光点云输电线模型重建方法， 其特征在于， 所述基于所述水平面内曲线模型与所述铅垂 面内曲线模型， 组合建立风偏环境下输电线三 维空间形态模型的步骤中：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115457210 A 2所述水平投影直角坐标系所在平面与所述铅垂面投影直角坐标系所在平面相交于两 悬挂点投影连线， 根据空间几何关系组合所述水平面内曲线模型与所述铅垂 面内曲线模型 的抛物线方程， 建立 风偏环境下输电线三维空间形态模型的抛物线方程组。 7.根据权利要求5所述的顾及风偏环境的激光点云输电线模型重建方法， 其特征在于， 根据权利要求 1所述的顾及风偏环境的激光点云输电线模型重 建方法， 其特征在于， 不同输 电线的激光点云数据聚类为不同类别， 其中， 单根分裂导线聚类为单独类簇， 作为模型重建 的最小单 元。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115457210 A 3