基于运动恢复结构原理的电网设施三维静态重建方法

摘要

电网设备数字化是电网数字孪生的关键环节。传统依据设计资料和台账数据的手工建模方式工作效率低、与实际情况差异性大。为解决上述弊端，同时综合考虑部分电网设施弱纹理性、色彩单一的特点导致特征点难以提取的问题与三维重建的实时性、准确性要求，研究了一种面向数字孪生电网设施的三维静态模型重建方法。首先，以运动恢复结构为基础原理，对此原理中位姿估计、稠密点云的提取、表面重建等步骤进行完整的算法流程设计。其次，通过提高特征点匹配条件，以及五点法和随机抽样一致性算法的有效结合，改善相机位姿估计的准确度，第三，联合使用最小特征值算法和Kanade-Lucas-Tomasi(KLT)光流法，以提高稠密点云的选择数量，最终有效提升点云重建精度及视觉效果。最后，以组合式变电箱为例进行实验验证，实验结果及精度对比分析表明该方法能够快速、准确地构建可视化电网设施虚拟模型，为传统电网的数字化转型，数字孪生电网的实现提供有效支撑。

关键词

数字孪生 / 三维重建 / 运动恢复结构 / 加速稳健特征 / 最小特征值算法