[发明专利]一种输电导线弧垂的三维重建方法及系统

说明书

本发明实施例涉及一种输电导线弧垂的三维重建方法及系统，其中，所述方法包括：对双目摄像机进行参数标定，并利用参数标定后的所述双目摄像机获取图像；检测所述图像中输电导线弧垂的外接矩形，并针对所述外接矩形内的点进行立体匹配，得到所述输电导线弧垂的三维点云；根据所述三维点云和空间关系，确定所述输电导线弧垂中各个点的三维坐标，并通过所述三维坐标拟合出所述输电导线弧垂，以完成对所述输电导线弧垂的三维重建过程。本申请提供的技术方案，能够减少三维重建的成本，并提高三维重建的精度。

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，特别涉及一种输电导线弧垂的三维重建方法及系统。

背景技术

输电通道存在很多影响其安全供电的危险源(吊车、挖掘机、很高的树木)。为了确定危险源与输电导线的距离，除了检测危险源，还要对输电导线的弧垂进行三维重建，以判断危险源和输电导线的距离是否太近，是否要发出警告。

在目前电力系统中，利用双目视觉实现输电导线弧垂的三维重建，并用于输电安全的方案尚未出现。现有的方法有的基于单目视觉，其准确性不高；有的基于雷达，其成本太高。

发明内容

本申请的目的在于提供一种输电导线弧垂的三维重建方法及系统，能够减少三维重建的成本，并提高三维重建的精度。

为实现上述目的，本申请提供一种输电导线弧垂的三维重建方法，所述方法包括：对双目摄像机进行参数标定，并利用参数标定后的所述双目摄像机获取图像；检测所述图像中输电导线弧垂的外接矩形，并针对所述外接矩形内的点进行立体匹配，得到所述输电导线弧垂的三维点云；根据所述三维点云和空间关系，确定所述输电导线弧垂中各个点的三维坐标，并通过所述三维坐标拟合出所述输电导线弧垂，以完成对所述输电导线弧垂的三维重建过程。

进一步地，对双目摄像机进行参数标定包括：

利用张氏标定法基于棋盘格图像确定所述每个摄像机的内部参数和畸变参数；其中，所述内部参数用于表征所述双目摄像机的内部结构，所述畸变参数用于表征径向畸变和切向畸变，接着，基于每个摄像机采集的图像，提取图像上像素值突变的角点，并计算这些角点上的SIFT特征描述子，使用Hamming距离两两匹配不同图像中的对应控制点，建立两个摄像机之间的姿态关系；其中，控制点是图像中在某方面属性突出的像素点，是在某些属性上强度最大或者最小的孤立点、线段的终点。

进一步地，所述方法还包括：

提取所述外接矩形中的各个点的SIFT特征，并在另一个摄像机采集的图像中通过海明距离查询到对应点，并确定所述对应点在双目摄像机的两个图像中的各自的坐标。

进一步地，按照以下公式确定所述输电导线弧垂中各个点的三维坐标：

X＝(x_L*b)/(x_L-x_R)

Y＝(y*b)/(x_L-x_R)

Z＝(f*b)/(x_L-x_R)

其中，X、Y、Z是世界坐标系中某个弧垂点的三维坐标，(x_L,y)和(x_R,y)是该弧垂点在两个双目摄像机中的坐标，f是双目摄像机的焦距，b是双目摄像机两个摄像头中心之间的距离。

进一步地，拟合出所述输电导线弧垂包括：

随机选择N个三维重建的点；

通过随机选择的点拟合二次方程，并计算除所述随机选择的点之外的数据点在所述二次方程中的误差，并基于该误差判断是否将所述数据点加入至随机选择的点中；