基于激光扫描的变电站设备三维点云数据识别技术研究.docx

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基于激光扫描的变电站设备三维点云数据识别技术研究

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摘要：变电站在不断的发展过程当中，激光扫描仪的应用变得越来越普及，而在扫描的过程当中，就能够得到物体表面的三维坐标信息了，且这一获取过程十分迅速，这对于后期三维模型的建立是具有相当大的裨益。经过实际调查能够得知，目前的后期三维模型的建立主要的方式就是通过人眼来对三维点云数据进行辨认，然后再找出相关的模型来进行建模过程，但是这种方式所消耗的人力资源较多，已经不能符合时代的发展节奏了。因此，在本文中就将对基于激光扫描的变电站设备三维点云数据识别技术进行分析和研究，并试图提出一定的建议。

关键词：激光扫描；变电站；云数据识别；识别技术；研究分析

前言：在进入二十一世纪之后，国内的科学技术的发展速度十分迅速，三维点云数据识别技术就是其中的一种，这项技术属于一种三维实体识别技术，这项技术其中包含一些比较常见的技术种类，首先是计算机学，其次是人工智能学，最后是图像处理学以及模式识别学等等，随着时间的推移，这项技术已经成为了相关学者进行研究的重点，其在城市建设工作乃至国内的军事领域都能得到比较重要的应用，因此，在接下来的文章当中就将对基于激光扫描的变电站设备三维点云数据识别技术进行分析和研究。

一、三维物体识别技术的研究现状

就目前来说，对三维物体的识别一般具有以下几种方式，在接下来的文章当中就将对几种不同的三维物体的识别方式的特点和原理进行一定的介绍；

1.基于模板和几何特征的识别方式

这种方式在识别的过程当中主要利用的是物体的外观特性，在很多的CAD设计的模型当中都是利用的物体的外观特性，具体的识别流程是这样的：首先，需要将符合需求的图像输入到模型当中，这样设计的模型就能够得到关于对于物体的描述，模型根据对物体的描述就能够与模型库当中的模板类型进行匹配，从而完成整个物体的识别流程。这种识别方式的主要优势在于比较直观，而且比较容易理解，应用起来比较方便。但是现如今需要识别的物体的结构比较复杂，以物体的特点进行物体三维模型的难度也比较大，另外也是最为重要的一点就是需要比较大的人工方面的投入，为此，基于模板和几何特征的识别方式在现实的变电站的应用是比较困难的[1]。

2.基于视图的识别方式

这种识别方式主要利用的是物体的二维图像，但是对于同一种物体来说，各个视角下的二维图像都是不一样的，但是可以利用二维图像的全局特征来实现颜色直方图的描述，后期再通过互相的匹配就能够实现最终的识别。这种方式在物体的方向性上拥有比较好的效果，但是对于光照是十分敏感的，将其应用到现实的变电站设备当中是比较困难的[2]。

3.三维物体识别方式

在前文已经进行了一定的提及，那就是以上的两种识别技术的实际应用难度都比较大，在这种情况之下，诞生了三维物体的识别技术，在应用之初，三维物体识别技术就展现出来相当不错的实际效果。在应用过程当中，这种识别技术实现了检测视图的局部图像块，通过计算技术得到其主要的特征，并将其存贮到数据库当中，这种识别方式的优势在于物体的外观是随着视角的改变而改变的，其稳定性比较好，在社会的各项工作当中都比较适用[3]。

4.基于深度图像的识别方式

在近几年以来，基于深度图像的识别方式开始变为了新的发展方向，这种方式对于物体的形状的依赖程度比较大，且比灰度图像的识别是更为简易的。因此，现如今很多国家都在对这项技术进行分析和研究，其发展空间和发展上限都是比较良好的[4]。

5.基于光学处理的三维物体的识别方式

这种识别方式其实在当今社会的发展中具有比较多的应用，这种方式的识别准确率较高，例如现如今的人脸识别就是其主要的应用方式。但是这种识别方式具有一定的弊端，那就是只能去处理二维的图像信息，所以在识别之前，需要对三维的物体进行预处理，使其转变为二维的信息[5]。

二、激光扫描测量技术的发展现状

众所周知，通过三维的点云数据能够相对比较准确的来描述一个物体，因此，在当今的时代发展当中。基于三维点云数据的物体识别已经成为了一种新的发展方向；

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接触式测量

在实际的接触式测量过程中，设备上的探测传感器的工作需要与测量空间轴线的运动进行配合，这样就能够获取到真实且准确的物体的空间坐标信息，再经过相关的计算方式就能完成计算过程，在之后就能够还原最终被测的物体了[6]。

这种方式的优势是比较明显的，那就是容易得到高精度的物体的空间三维坐标信息，但是虽然数值比较准确，但是实际的采集工作比较缓慢，而激光扫描测量技术的应用其实是需要快速工作的，在这种情况之下就不利于对软质的材料进行测量。

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非接触式测量

非接触式的测量具有三种不同的测量方式，分别是光学测量、电磁测量以及超声波测量，这三种测量方式在实际的社会当中都有一定的应用，