(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 202210400106.5 (22)申请日 2022.04.15 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司泰州供电 分公司 地址 225300 江苏省泰州市海陵区凤 凰西 路2号 申请人 国网江苏省电力有限公司双创中心 　 国网江苏省电力有限公司 (72)发明人 戴永东　王茂飞　毛锋　姚建光　 高超　吴奇伟　王神玉　仲坚　 张泽　鞠玲　翁蓓蓓　王星媛　 (74)专利代理 机构 北京市隆安 律师事务所 11323 专利代理师 沈威(51)Int.Cl. G06V 10/44(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06T 7/60(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/521(2017.01) (54)发明名称 一种输电线路图像与点云数据的融合方法 及系统 (57)摘要 本发明公开了一种输电线路图像与点云数 据的融合方法及系统， 方法包括： 采集目标输电 线路的光学图像和点云数据； 对 所述点云数据进 行图像化处理， 获得点云图像； 响应用户操作， 从 所述光学图像中选取图像特征点， 并从所述点云 图像中选取与所述图像特征点对应的点云特征 点， 所述点云特征点对应有点云数据的空间坐 标； 对所述图像特征点和对应的点云特征点进行 标记并建立映射关系， 形成基准数据对； 根据所 述基准数据对， 构建所述光学图像和所述点云数 据的坐标转换关系， 基于所述坐标转换关系获得 光学图像中各个像素坐标与点云数据中点云的 空间坐标的对应 关系； 该方法能够将点云数据和 特征数据进行融合， 得到具有空间位置信息的数 据。 权利要求书3页 说明书13页 附图6页 CN 114743021 A 2022.07.12 CN 114743021 A 1.一种输电线路图像与点云数据的融合方法， 其特 征在于， 包括： 采集目标输电线路的光学图像和点云数据； 对所述点云数据进行图像化处 理， 获得点云图像； 响应用户操作， 从所述光学图像中选取图像特征点， 并从所述点云图像中选取与所述 图像特征点对应的点云特 征点， 所述 点云特征点对应有点云数据的空间坐标； 对所述图像特 征点和对应的点云特 征点进行 标记并建立映射关系， 形成基准数据对； 根据所述基准数据对， 构建所述光学图像和所述点云数据的坐标转换关系， 基于所述 坐标转换关系获得光学图像中各个 像素坐标与点云数据中点云的空间坐标的对应关系。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 采集目标输电线路的光学图像和点云数 据， 包括： 在第一时间段、 第 一位置下通过拍摄装置获取所述目标输电线路在第 一视角下的光学 图像； 在第二时间段、 第 二位置下通过点云获取装置获取所述目标输电线路在第 二视角下的 点云数据， 其中， 所述第一时间段和所述第二时间段相同或者不同， 所述第一位置和所述第 二位置相同或者 不同， 所述第一视角和所述第二视角相同或者 不同。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 响应用户操作， 从所述光学图像中选取图 像特征点， 包括： 将与电线杆和/或电塔的顶点对应的像素坐标作为所述图像特 征点； 按照从左到右的顺序依次从与地面对应的像素中选取多个像素坐标作为所述图像特 征点。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 响应用户操作， 从所述光学图像中选取图 像特征点， 并从所述 点云图像中选取与所述图像特 征点对应的点云特 征点， 包括： 响应用户的点击操作， 确定所述点击操作在所述光学图像中对应的第 一点击坐标以及 在所述点云图像中对应的第二 点击坐标； 根据所述第一点击坐标确定第一候选区域， 根据所述第二点击坐标确定第二候选区 域； 从所述第一 候选区域中确定第一尖锐点， 从所述第二 候选区域中确定第二尖锐点； 将所述第一尖锐点作为所述图像特 征点， 将所述第二尖锐点作为所述 点云特征点。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述第 一候选区域为以所述第 一点击坐标 为圆心， 周围预设 半径范围内的区域； 所述第二 候选区域 为以所述第二 点击坐标为圆心， 周围预设 半径范围内的区域； 从所述第一候选区域中确定第一尖锐点， 从所述第二候选区域中确定第二尖锐点， 包 括： 计算所述第一候选区域内每个像素与其k邻域的平均法向夹角， 将平均法向角最大的 像素作为所述第一尖锐点； 计算所述第二候选区域内每个像素与其k邻域的平均法向夹角， 将平均法向角最大的 像素作为所述第二尖锐点。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 每个像素与其k邻域的平均法向夹角通过 以下公式进行计算：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114743021 A 2其中， αj为待计算像素点的法向量与其k邻域中其他像素点法向量之间的夹角， 为待 计算像素点的平均法向量夹角； 所述k邻域为待计算像素点与其周围像素点欧式距离最小的k个 像素点所组成的区域。 7.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 根据所述基准数据对， 构建所述光学图像 和所述点云数据的坐标转换关系， 包括： 利用拍摄装置的内参建立变换模型； 将多组所述基准数据输入至所述变换模型， 计算拍摄装置坐标系到点云三维空间坐标 系的平移向量； 根据所述平移向量和拍摄装置的内参， 获得所述光学图像和所述点云数据的坐标转换 关系。 8.根据权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， 所述变换模型如下： 旋转矩阵R如下： 其中， dx与dy分别表示每个像 素在光学图像横轴x和纵轴y上的物理尺寸， (u0， v0)为拍摄 装置光轴与图像平面的交点像素坐标， f表示拍摄装置的焦距， R表示旋转矩阵， T表示拍摄 装置在点云坐标系下的平移向量， (u， v)为基准数据对中图像特征点的二维像素坐标， (Xw， Yw， Zw)为基准数据对中点云特征点的三维空间坐标， 表示拍摄装置坐标轴分别绕 点云坐标系y轴 、 x轴和z轴旋转的角度。 9.根据权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， 所述 坐标转换关系如下： 其中， (x， y)为目标点的像素坐标， (u0， v0)为拍摄装置的光轴与光学图像平面 交点的像 素坐标， f为拍摄装置的焦距， (Xs， YS， ZS)为拍摄装置中心在点云坐标系下的坐标， (XA， YA， ZA)表示目标点的三维坐标， ai， bi， ci为旋转矩阵， 1≤i≤ 3， i为整数。 10.一种输电线路图像与点云数据的融合系统， 其特 征在于， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114743021 A 3