[发明专利]一种利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法

权利要求书

1.一种利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，包括：

获取覆冰预警等级导线；

根据所述覆冰预警等级导线规划无人机飞行航线；

提取所述无人机飞行航线中的航点；

设置无人机在所述航点间朝导线方向保持横向飞行，并以红外双光相机采集所述航点的影像；

根据所述航点的影像推算导线的多点空间坐标；

比较覆冰前后的所述导线的多点空间坐标，计算导线的平均覆冰厚度；

以所述导线的多点空间坐标构建覆冰导线曲线，与所述覆冰预警等级导线对比，得出覆冰导线的预警等级；

根据所述覆冰预警等级导线规划无人机飞行航线的步骤包括：

选定RTK无人机基准站位置；

采用三维激光雷达或全站仪测量所述基准站位置与无人机飞行范围内各导线挂点空间位置的关系；

通过飞行控制程序确定所述各导线挂点空间坐标；

无人机根据不同的覆冰预警等级，执行对应导线挂点空间坐标连线为无人机飞行航线并完成飞行任务。

2.根据权利要求1利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，其特征在于，所述覆冰预警等级导线包括：一级警戒导线、二级警戒导线和三级警戒导线；所述一级警戒导线是导线设计覆冰值130％时导线在空中的曲线；所述二级警戒导线是导线设计覆冰值70％时导线在空中的曲线；所述三级警戒导线是导线设计覆冰值40％时导线在空中的曲线。

3.根据权利要求1利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，其特征在于，所述设置无人机在所述航点间朝导线方向保持横向飞行，并以红外双光相机采集所述航点的影像的步骤包括：

设置无人机保持横向飞行方式在航点间飞行，机头朝向导线方向，每个航点云台俯仰角度数为零，执行红外双光相机拍照动作。

4.根据权利要求1利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，其特征在于，根据所述航点的影像推算导线的多点空间坐标的步骤包括：

采集无人机在飞行时的坐标信息和拍摄图片像素；

计算所述航点影像与导线的水平距离；

基于成像原理推算导线的多点空间坐标。

5.根据权利要求1利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，其特征在于，比较覆冰前后的所述导线的多点空间坐标，计算导线的平均覆冰厚度的步骤包括：

通过图像处理技术获取覆冰导线的特征尺寸，比较覆冰前后导线的边界点坐标，得出导线覆冰的厚度；设导线直径D(mm)已知，则导线的上下边缘的平均覆冰厚度h1(mm)和h2(mm)分别为：

可得整个导线的平均覆冰厚度h(mm)为

其中，p(x)表示导线的直径所对应的像素点数；p1(x)和p2(x)分别表示导线的上下边缘结冰层所对应的像素点数；pixels为像素的复数形式。

6.根据权利要求1利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，其特征在于，以所述导线的多点空间坐标构建覆冰导线曲线，与所述覆冰预警等级导线对比，得出覆冰导线的预警等级的步骤包括：

根据斜抛物线方程特性构建悬挂于两点的导线最大弧垂公式：

其中σ₀为运行状态下导线最低点的水平应力；γ为导线运行状态的导线比载；l为导线档距；β为高差角；导线档距和高差角可通过线路杆塔明细表得出，f_m通过拟合曲线可获得；

求解导线最低点的水平应力σ₀：

σ²(σ+a)＝b

其中a，b的定义为：

其中σ_m为已知运行状态下的导线最低点的水平应力；σ为待计算气象条件下的水平应力；γ_m为已知运行状态下的导线比载；t_m、t分别为已知导线温度和待计算情况下的导线温度；E为导线的弹性系数；α为导线的温度伸长系数；

通过导线温度和最大弧垂求出等值覆冰厚度；

判断所述等值覆冰厚度超出最大覆冰设计值的百分比，判断覆冰导线的预警等级。