[发明专利]一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法

权利要求书

1.一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：对摄像机进行标定，计算得到摄像机的内外参数；

步骤2：以摄像机能拍摄到互不重叠的四分裂导线为最佳角度进行拍摄，将采集到的一系列原始图像Image进行灰度化处理后得到Image1，用高斯滤波对图像中的一系列像素点(i,j)平滑处理得到Image2，然后采用最大类间方差法分割出导线区域Region；

步骤3：步骤2得到的导线区域Region在图像Image2中表现为一个矩形区域，提取骨架并用最小二乘法拟合即可得到导线的轴线Region1，用轴线之间的距离来代表两根导线之间的间距；

步骤4：计算图像Image2的Region1区域中一根导线上每一点(x_m,y_m)到另一根导线的垂直距离即可得到一系列的导线间距d_t，分别计算四分裂导线中两两导线之间的间距；

步骤5：将图像Image2划分为左、中、右三部分，分别按不同的标定值将导线间距d_t转换为空间距离D_gt进行检测并判断是否存在安全隐患。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法，其特征在于，所述的步骤1中具体的标定方法为，

步骤1.1，设标定板平面位于世界坐标系中Z＝0的平面上，标定板上特征点的世界坐标为A(x_w,y_w,0)，对应的图像坐标为a(u_w,v_w)，可得下式：

式中为深度系数，M为相机的内参数，r₁，r₂为旋转向量，T为平移向量，H＝M[r₁ r₂ T]为世界坐标系相对于图像像素坐标系的旋转及平移向量即单应性矩阵，求解方程可以得到单应性矩阵H；定义一个矩阵E＝M^-TM^-1，可得下式：

解方程组即可求得相机的内参数

步骤1.2，根据获得的单应性矩阵H和内参数M可以求得摄像机的外参数O为：

其中r₁，r₂，r₃为旋转向量，T为平移向量。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

步骤2.1，将采集的图像灰度化处理得到Image1，并对其进行高斯滤波处理，具体步骤为：

将模板中心对准待检测像素点(i,j)，计算模板内所有像素点的加权平均灰度值来代替模板中心的像素点值；

此时输出值可表示如下：

式中g(i,j)表示输出像素值，f(i,j)表示输入像素值；

用模板扫描整幅图像后得到滤波后的图像Image2，高斯滤波模板内每一邻域像素点的权值随该点与中心点距离的增加而减小，因此与均值滤波相比，能保留更多的图像细节信息；

步骤2.2，假设经滤波处理后的图像Image2有L个灰度级[1,2,...,L]，最大类间方差法就是通过一个灰度级门限s将像素点分为C₀和C₁两类，C₀表示灰度级为[1,2,...,s]的像素点，C₁表示灰度级为[s+1,s+2,...,L]的像素点，两类出现的概率为：

其中P_l表示第l个灰度级像素点出现的概率；

两类的平均灰度级为：

其中是整幅图像的平均灰度级，则类间方差如公式(2-6)，

按照公式(2-7)

计算出最佳门限s^*即为分割阈值；

步骤2.3，利用s*对图像Image2进行处理，进行分割，将图像分为背景区域和导线区域Region，由此，得到导线区域Region。