國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學研究院李帆獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)獲悉國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學研究院申請的專利一種基于多模態(tài)感知的樹障智能檢測方法及系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予,授權公告號為:CN120218632B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-08-29發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202510679365.X,技術領域涉及:G06Q10/0635;該發(fā)明授權一種基于多模態(tài)感知的樹障智能檢測方法及系統(tǒng)是由李帆;李長東;童超;梅宇聰;徐瑞澤;華樺設計研發(fā)完成,并于2025-05-26向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。
本一種基于多模態(tài)感知的樹障智能檢測方法及系統(tǒng)在說明書摘要公布了:本發(fā)明涉及一種基于多模態(tài)感知的樹障智能檢測方法及系統(tǒng),本方法利用無人機搭載傳感器采集數(shù)據(jù),包括RGB圖像、LIDAR點云、多光譜數(shù)據(jù)等。首先對數(shù)據(jù)預處理形成標準化輸入。接著對LIDAR點云進行Hough變換,提取電力線路位置并生成三維線路模型。然后用深度學習算法從RGB圖像定位樹木邊界框,結合線路模型篩選高風險點云區(qū)域。再構建三維樹木模型,通過碰撞檢測算法實時計算電力線路與樹木的最小安全凈空距離,得到帶安全距離標注的三維樹木模型,最后基于此模型進行空間風險評估。本發(fā)明能夠顯著提高電力線路巡檢的可靠性和效率。
本發(fā)明授權一種基于多模態(tài)感知的樹障智能檢測方法及系統(tǒng)在權利要求書中公布了:1.一種基于多模態(tài)感知的樹障智能檢測方法,其特征在于,包括以下步驟: S1:通過無人機搭載的傳感器采集數(shù)據(jù),獲取傳感器數(shù)據(jù),并對傳感器數(shù)據(jù)進行預處理形成標準化輸入;其中,傳感器數(shù)據(jù)包括RGB圖像、LIDAR點云、多光譜數(shù)據(jù)和無人機數(shù)據(jù); S2:對標準化輸入中的LIDAR點云進行Hough變換,提取電力線路的首要位置,生成電線的三維線路模型; S3:使用深度學習目標檢測算法從標準化輸入中的RGB圖像中定位樹木目標邊界框,并結合電線的三維線路模型,篩選電力線路的電線附近空間中的高風險點云區(qū)域; S4:根據(jù)電力線路的電線附近空間中的高風險點云區(qū)域,構建三維樹木模型,通過碰撞檢測算法,從三維樹木模型中實時計算電力線路與樹木的最小安全凈空距離,得到帶安全距離標注的三維樹木模型; S5:基于帶安全距離標注的三維樹木模型,進行空間風險評估; 步驟S2中的生成電線的三維線路模型具體為: 將電力線路的電線在3D空間中表示為直線參數(shù)方程,表示為: ; 其中,為直線參數(shù)方程上任意一點,為直線參數(shù)方程上的參考點,為直線參數(shù)方程的方向向量,為直線參數(shù)方程的直線參數(shù); Hough參數(shù)空間定義為:; 滿足條件: ; ; 其中,為直線到原點的距離;為直線在XY平面的方位角;為直線與XY平面的俯仰角;表示直線的法向量;表示直線上任意一點; 對每個點,計算在Hough參數(shù)空間的投票值,表示為: ; 對Hough檢測的粗選直線,通過非線性優(yōu)化最小化點到直線距離的殘差,表示為: ; 其中,為電線的LIDAR點云的數(shù)量; 電線在自重下呈現(xiàn)拋物線形弧垂,高度h沿弧長s分布,表示為: ; 其中,表示在弧長s處的高度,為電線的起點高度;w為電線的單位長度重量;為電線的水平張力;為檔距,也即電線的支撐點之間的水平距離; 擬合弧垂點云數(shù)據(jù),通過加權最小二乘擬合w和,表示為: ; 其中,表示預測的電線高度,為點沿電線的線路方向的投影弧長;M表示電線的LIDAR點云的總數(shù);表示最小求值函數(shù); 最后,電線的三維線路模型表示如下: ; S3具體為: 使用深度學習目標檢測算法對標準化輸入中的RGB圖像中的樹木目標進行定位,通過檢測目標邊界框獲取圖像中每一棵樹的二維位置; 結合三維線路模型和LIDAR點云,將RGB圖像中的樹木目標映射到對應的LIDAR點云; 根據(jù)電線的三維線路模型構造空間搜索區(qū)域;具體為以電線為中心,建立圓柱安全區(qū)域,圓柱安全區(qū)域參數(shù)化為半徑r和長度的圓柱體,長度為對應的檔距; 半徑r定義如下: ; 對LIDAR點云的每一個點進行如下判斷: 通過KD-Tree查詢LIDAR點云中位于電線附近的每個點集,保留在圓柱安全區(qū)域內的點,結合映射自對應每個邊界框的RGB圖像的樹木點云簇進一步篩選; 通過直線到點的最短距離公式計算樹木點云簇到電線的最小距離,也即最小凈空距離;表示為: ; 其中,表示樹木點云簇; 進行風險判定,具體為: 設定安全閾值,若,標記為高風險樹木點云簇,也即電線附近空間中的高風險點云區(qū)域。
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