CN111814691B - 一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法及装置 - Google Patents

一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法及装置，方法包括：在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，点云模型包括以目标杆塔为中心的预置长方体的点云数据集；根据点云模型、预置视图方向和预置图幅比例绘制目标杆塔的扩展三视图，扩展三视图包括正视图、左视图和俯视图；将扩展三视图与目标杆塔的原始机巡图在同一界面上进行空间扩展显示，得到空间扩展显示图，空间扩展显示图包括名称、拍摄日期和坐标值。本申请解决了现有机巡图像中目标之间的空间关系描述主要依赖于人工判断，导致图像处理的效率较低，且时间成本和人工成本较高的技术问题。

Description

一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法及装置
技术领域
本申请涉及图像显示技术领域，尤其涉及一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法及装置。
背景技术
近年来，随着输电线路巡视作业智能化不断推进，电网巡视逐步摆脱了过去“一人巡一天”的步行巡检模式，巡视效率得到了大幅度的提升，但同时，由机巡作业获取的庞大机巡数据对数据的信息处理提出了很大要求。
目前对机巡图片的信息化处理大多集中于图片自动化归档、图片AI缺陷识别等方面，缺乏对机巡照片的空间扩展显示。在实际工作中，工作人员要想准确地了解该照片无人机与所摄目标零件、杆塔之间的空间位置对应关系，只能通过对多张照片反复查看的人工判断方法，该方法完全依赖于个人经验，不同工作人员之间偏差较大，图片处理效率低下，且浪费了较多的资料产看的时间成本和人工成本。
发明内容
本申请提供了一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法及装置，用于解决现有机巡图像中目标之间的空间关系描述主要依赖于人工判断，导致图像处理的效率较低，且时间成本和人工成本较高的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法，包括：
在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，所述点云模型包括以所述目标杆塔为中心的预置长方体的点云数据集；
根据所述点云模型、预置视图方向和预置图幅比例绘制所述目标杆塔的扩展三视图，所述扩展三视图包括正视图、左视图和俯视图；
将所述扩展三视图与所述目标杆塔的原始机巡图在同一界面上进行空间扩展显示，得到空间扩展显示图，所述空间扩展显示图包括名称、拍摄日期和坐标值。
优选地，所述在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，之前还包括：
在机巡任务完成后，将所有所述原始机巡图根据线路归属和杆塔归属归档至所述预置线路台账中。
优选地，所述预置长方体的边长均相等，且所述边长为所述目标杆塔的高度。
优选地，所述预置视图方向包括正视方向、左视方向和俯视方向；
所述正视方向为垂直于横担方向，指向杆塔小号侧；
所述左视方向为平行于横担方向，左侧为杆塔小号侧；
所述俯视方向为沿杆塔竖立方向，自上而下。
优选地，所述预置图幅比例为预置三视图图幅与所述原始机巡图的图幅之比。
本申请第二方面提供了一种输电杆塔图像的空间扩展显示装置，包括：
截取模块，用于在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，所述点云模型包括以所述目标杆塔为中心的预置长方体的点云数据集；
扩展模块，用于根据所述点云模型、预置视图方向和预置图幅比例绘制所述目标杆塔的扩展三视图，所述扩展三视图包括正视图、左视图和俯视图；
显示模块，用于将所述扩展三视图与所述目标杆塔的原始机巡图在同一界面上进行空间扩展显示，得到空间扩展显示图，所述空间扩展显示图包括名称、拍摄日期和坐标值。
优选地，还包括：
归档模块，用于在机巡任务完成后，将所有所述原始机巡图根据线路归属和杆塔归属归档至所述预置线路台账中。
优选地，所述预置长方体的边长均相等，且所述边长为所述目标杆塔的高度。
优选地，所述预置视图方向包括正视方向、左视方向和俯视方向；
所述正视方向为垂直于横担方向，指向杆塔小号侧；
所述左视方向为平行于横担方向，左侧为杆塔小号侧；
所述俯视方向为沿杆塔竖立方向，自上而下。
优选地，所述预置图幅比例为预置三视图图幅与所述原始机巡图的图幅之比。
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，提供了一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法，包括：在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，点云模型包括以目标杆塔为中心的预置长方体的点云数据集；根据点云模型、预置视图方向和预置图幅比例绘制目标杆塔的扩展三视图，扩展三视图包括正视图、左视图和俯视图；将扩展三视图与目标杆塔的原始机巡图在同一界面上进行空间扩展显示，得到空间扩展显示图，空间扩展显示图包括名称、拍摄日期和坐标值。
本申请提供的输电杆塔图像的空间扩展显示方法，根据目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据将目标杆塔的图像进行空间扩展操作，建立不同方位上的映射图，即扩展三视图，从而可以更加直观地在不同的角度描述无人机拍摄点、目标研究点，或者其他目标之间的空间关系，而不是依赖于人工判断，使得显示的图像更加准确，精准的空间关系显示更易满足其他的图像处理需求。因此，本申请解决了现有机巡图像中目标之间的空间关系描述主要依赖于人工判断，导致图像处理的效率较低，且时间成本和人工成本较高的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种输电杆塔图像的空间扩展显示装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的点云模型几何示意图；
图4为本申请实施例提供的预置视图方向设置示意图；
图5为本申请实施例提供的正视图绘制过程图；
图6为本申请实施例提供的输出空间扩展显示图。
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，本申请提供的一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法的实施例一，包括：
步骤101、在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，点云模型包括以目标杆塔为中心的预置长方体的点云数据集。
需要说明的是，预置线路台账中存储了无人机机巡的杆塔相关图像，利用杆塔的三维点云数据可以对二维可视化图像实现信息扩展；点云数据比较多，为了减少处理时间，可以采用截取的方式，具体截取点云数据的量是需要结合后续输出的三视图的要求进行考虑的，也就是期望显示的三视图的图幅大小是多少，此处就对应应该至少选择一定数量的点云数据。本实施例中规定截取的点云数据构建点云模型需要满足以目标杆塔为中心，取其周围的三维立体空间中的点云数据，也就是预置长方体的空间内的点云数据，要强调的是，这个预置长方体至少要将整个杆塔包围，因此，在实际操作过程中，可以令预置长方体的边长均相等，也就是预置长方体的长、宽和高均相等，是一个正方体，同时也是一个特殊的长方体，且边长为目标杆塔的高度，这样就能够确保整个杆塔以及无人机拍摄点都包括在其中，便于取点研究。可以设目标杆塔的高度为h，则正方体的边长，或者棱长为h，请参阅图3，杆塔中心在正方体地面的投影点即为正方体地面ABDC的几何中心K，该正方体范围内所包含的点云数据可以完全覆盖目标杆塔，无人机拍摄点位，选择研究点，即目标零部件(在图3中用小方框标出)，可以观察到无人机拍摄点与目标零部件之间空间关系。
步骤102、根据点云模型、预置视图方向和预置图幅比例绘制目标杆塔的扩展三视图，扩展三视图包括正视图、左视图和俯视图。
需要说明的是，首先，需要确定的就是预置视图方向，也就是规定三视图的方位，预置视图方向其实可以根据实际情况设定，只要能够描述不能方位上的目标空间关系即可。请参阅图4，图4中包括N1和N2两个杆塔，其中中，预置视图方向包括正视方向、左视方向和俯视方向；并且，正视方向为垂直于横担方向，指向杆塔小号侧；左视方向为平行于横担方向，左侧为杆塔小号侧；俯视方向为沿杆塔竖立方向，自上而下。在不同的方位上绘制得到的图共同构成了扩展三视图，即正视方向上的正视图，左视方向上的左视图和俯视方向上的俯视图。
其次，需要确定预置图幅比例，本实施例中的预置图幅比例为预置三视图图幅与原始机巡图的图幅之比，即：
Figure GDA0002615035780000051
其中，s即为根据展示需求设定的预置三视图图幅，也就是本实施例中的扩展三视图的大小，根据实际情况设置，不作限定。
最后，根据点云模型中的点云数据，按照预置图幅比例在预置视图方向上绘制目标杆塔的扩展三视图，以正视图为例，请参阅图5，建立坐标系，设任意一个点云数据P，其坐标为P(PX,PY,PZ)，目标零部件为R，无人机为Q，在生成正视图时，将原杆塔投影值平面XOZ中，在点P投影至平面XOZ中的坐标为P′，坐标表示为P′(PX,PZ)，已知P′的坐标以及预置图幅比例，那么就可以得到正视图中对应点P”的坐标：
Figure GDA0002615035780000052
同理，左视图就是将原杆塔投影至YOZ平面上，俯视图就是将原杆塔投影至XOY平面上，那么就可以得到左视图中的任意点P”左和俯视图中的任意点P”俯，其坐标分别表示为：
Figure GDA0002615035780000053
Figure GDA0002615035780000054
根据以上方法，就可以绘制整个目标杆塔的扩展三视图，实现二维图像的信息扩展。
步骤103、将扩展三视图与目标杆塔的原始机巡图在同一界面上进行空间扩展显示，得到空间扩展显示图，空间扩展显示图包括名称、拍摄日期和坐标值。
需要说明的是，得到的扩展三视图并非直接进行显示，而是结合了原始机巡图，三个方位视图从不同的角度反映目标之间的空间关系，请参阅图6，且三视图与原始机巡图也存在对应关系，在同一界面上显示，空间关系的描述更加精准。另外，可以根据需要在空间扩展显示图上添加图的名称、拍摄日期和坐标值，还可以添加拍摄人，方便信息追溯。
本申请提供的输电杆塔图像的空间扩展显示方法，根据目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据将目标杆塔的图像进行空间扩展操作，建立不同方位上的映射图，即扩展三视图，从而可以更加直观地在不同的角度描述无人机拍摄点、目标研究点，或者其他目标之间的空间关系，而不是依赖于人工判断，使得显示的图像更加准确，精准的空间关系显示更易满足其他的图像处理需求。因此，本申请解决了现有机巡图像中目标之间的空间关系描述主要依赖于人工判断，导致图像处理的效率较低，且时间成本和人工成本较高的技术问题。
作为更进一步的，在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，之前还包括：在机巡任务完成后，将所有原始机巡图根据线路归属和杆塔归属归档至预置线路台账中。
需要说明的是，机巡任务完成之后，利用机巡图像归档工具将无人机的机拍摄的机巡图像归档至预置线路台账中，归档是的依据是所拍摄图像的线路对数和杆塔归属，便于为后续的精准显示提供信息支持。
为了便于理解，请参阅图2，本申请还提供了一种输电杆塔图像的空间扩展显示装置的实施例，包括：
截取模块201，用于在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，点云模型包括以目标杆塔为中心的预置长方体的点云数据集；
扩展模块202，用于根据点云模型、预置视图方向和预置图幅比例绘制目标杆塔的扩展三视图，扩展三视图包括正视图、左视图和俯视图；
显示模块203，用于将扩展三视图与目标杆塔的原始机巡图在同一界面上进行空间扩展显示，得到空间扩展显示图，空间扩展显示图包括名称、拍摄日期和坐标值。
进一步地，还包括：
归档模块204，用于在机巡任务完成后，将所有原始机巡图根据线路归属和杆塔归属归档至预置线路台账中。
进一步地，预置长方体的边长均相等，且边长为目标杆塔的高度。
进一步地，预置视图方向包括正视方向、左视方向和俯视方向；
正视方向为垂直于横担方向，指向杆塔小号侧；
左视方向为平行于横担方向，左侧为杆塔小号侧；
俯视方向为沿杆塔竖立方向，自上而下。
进一步地，预置图幅比例为预置三视图图幅与原始机巡图的图幅之比。
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：RandomAccess Memory，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。

Claims (6)

1.一种输电杆塔图像的空间扩展显示方法，其特征在于，包括：
在机巡任务完成后，将所有原始机巡图根据线路归属和杆塔归属归档至预置线路台账中；
在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，所述点云模型包括以所述目标杆塔为中心的预置长方体的点云数据集；
根据所述点云模型、预置视图方向和预置图幅比例绘制所述目标杆塔的扩展三视图，所述扩展三视图包括正视图、左视图和俯视图，所述预置图幅比例为预置三视图图幅与所述原始机巡图的图幅之比；
将所述扩展三视图与所述目标杆塔的原始机巡图在同一界面上进行空间扩展显示，得到空间扩展显示图，所述空间扩展显示图包括名称、拍摄日期和坐标值。
2.根据权利要求1所述的输电杆塔图像的空间扩展显示方法，其特征在于，所述预置长方体的边长均相等，且所述边长为所述目标杆塔的高度。
3.根据权利要求1所述的输电杆塔图像的空间扩展显示方法，其特征在于，所述预置视图方向包括正视方向、左视方向和俯视方向；
所述正视方向为垂直于横担方向，指向杆塔小号侧；
所述左视方向为平行于横担方向，左侧为杆塔小号侧；
所述俯视方向为沿杆塔竖立方向，自上而下。
4.一种输电杆塔图像的空间扩展显示装置，其特征在于，包括：
归档模块，用于在机巡任务完成后，将所有原始机巡图根据线路归属和杆塔归属归档至预置线路台账中；
截取模块，用于在预置线路台账中截取选定的目标杆塔和无人机拍摄点的点云数据，得到点云模型，所述点云模型包括以所述目标杆塔为中心的预置长方体的点云数据集；
扩展模块，用于根据所述点云模型、预置视图方向和预置图幅比例绘制所述目标杆塔的扩展三视图，所述扩展三视图包括正视图、左视图和俯视图，所述预置图幅比例为预置三视图图幅与所述原始机巡图的图幅之比；
显示模块，用于将所述扩展三视图与所述目标杆塔的原始机巡图在同一界面上进行空间扩展显示，得到空间扩展显示图，所述空间扩展显示图包括名称、拍摄日期和坐标值。
5.根据权利要求4所述的输电杆塔图像的空间扩展显示装置，其特征在于，所述预置长方体的边长均相等，且所述边长为所述目标杆塔的高度。
6.根据权利要求4所述的输电杆塔图像的空间扩展显示装置，其特征在于，所述预置视图方向包括正视方向、左视方向和俯视方向；
所述正视方向为垂直于横担方向，指向杆塔小号侧；
所述左视方向为平行于横担方向，左侧为杆塔小号侧；
所述俯视方向为沿杆塔竖立方向，自上而下。
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