基于结构频谱感知框架的配电网点云语义分割OA
Semantic Segmentation of Distribution Network Point Clouds Based on a Structure Spectrum-Aware Framework
配电网点云语义分割对于实现无人化巡检与智能电网运维具有重要意义.尽管已有方法在空间建模与结构增强方面取得一定进展,但在频谱特征挖掘与大规模点云处理效率上仍面临突出挑战.为此,提出一种结构频谱感知框架(SSAF),以提升长距离配网场景下的点云表达能力.在数据预处理阶段,提出一种结合结构引导的层级滤波策略与结构感知的样本划分方法,在压缩冗余背景点云的同时,有效保持电力杆塔、电力线等关键目标的结构完整性与连续性.在语义分割阶段,构建空谱协同语义分割网络,引入局部极坐标系以增强模型对方向特征的建模能力,并设计基于注意力图的动态融合机制,实现空间特征与频谱特征之间的自适应交互与信息增强.实验结果表明,SSAF 能在真实配电网场景点云数据集上实现更高的分割精度与推理效率,在多个关键指标上优于现有代表性方法,验证了其在复杂场景下的实用性和工程推广潜力.
The semantic segmentation of point clouds in power distribution networks is of great significance for en-abling unmanned inspection and intelligent grid operation and maintenance.Although existing methods have made some progress in spatial modeling and structural enhancement,they still face prominent challenges in spectral fea-ture extraction and the efficiency of large-scale point cloud processing.To address these issues,this paper proposes a structure spectrum-aware framework(SSAF)to enhance the expressive capability of point clouds in long-distance distribution network scenarios.In the data preprocessing stage,a structure-guided hierarchical filtering strategy and a structure-aware sample partitioning method are designed to reduce redundant background points while preserving the structural integrity and continuity of key objects such as poles and wires.During the semantic segmentation stage,a spatial-spectral collaborative semantic segmentation network is constructed,in which local polar coordin-ates are introduced to enhance direction-sensitive feature modeling.Furthermore,a dynamic fusion mechanism based on attention maps is employed to enable adaptive interaction and information enhancement between spatial and spectral features.Experimental results show that SSAF achieves higher segmentation accuracy and inference ef-ficiency on real-world distribution network point cloud datasets.It outperforms existing representative methods across multiple key metrics,demonstrating its practicality and engineering generalization potential in complex scen-arios.
唐友源;张辉;杜瑞;张恺宁;曹云康;别克扎提·巴合提;陈厚权;王耀南
长沙理工大学人工智能学院 长沙 410114||机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心 长沙 410012机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心 长沙 410012||湖南大学人工智能与机器人学院 长沙 410012机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心 长沙 410012||湖南大学人工智能与机器人学院 长沙 410012机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心 长沙 410012||湖南大学人工智能与机器人学院 长沙 410012机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心 长沙 410012||湖南大学人工智能与机器人学院 长沙 410012机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心 长沙 410012||湖南大学人工智能与机器人学院 长沙 410012机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心 长沙 410012||湖南大学人工智能与机器人学院 长沙 410012机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心 长沙 410012||湖南大学人工智能与机器人学院 长沙 410012
配电网点云语义分割结构频谱感知空谱融合极坐标频谱变换
distribution network point cloudsemantic segmentationstructure spectrum awarenessspatial-spec-tral fusionpolar spectral transform
《自动化学报》 2026 (4)
833-845,13
国家自然科学基金重大项目(62595801),湖南省十大技术攻关项目(2024GK1010),湖南省自然科学基金重点项目(2025JJ30024),国网湖南省电力有限公司科技项目(5216A522001Y,5216A5240003,5216AJ250008)资助 Supported by Major Program of National Natural Science Foundation of China(62595801),Ten Technical Research Projects of Hunan Province(2024GK1010),Natural Science Foundation of Hunan Province(2025JJ30024),and Science and Technology Project of State Grid Hunan Electric Power Co.,Ltd.(5216A522001Y,5216A5240003,5216AJ250008)
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