[发明专利]基于三目视觉的输电线路交跨距离测量方法

说明书

本发明公开了一种基于三目视觉的输电线路交跨距离测量方法，输电线路交跨距离测量方法的步骤包括：利用三目相机采集三目图像，并进行协同校正；基于线特征拟合和极线约束重建电力线的三维向量；最后利用铅垂线跟踪算法确定交跨点，并基于空间几何关系计算相应的交跨距离。本发明提供了一种方便、准确的输电线交跨距离测量方法，解决了传统人工巡检方法耗时耗力的问题，具有较高的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种基于三目视觉的输电线路交跨距离测量方法，属于计算机视觉与输电线路巡检领域。

技术背景

国家对输电线路自身及周围地物之间的距离是有明确要求和标准的。国家电网有限公司近年来公布的运行数据表明，由于输电线路与被跨物间如竹木生长、地形地貌变化、大型施工机械等外部因素的净空距离过小(以下称交跨距离)导致线路跳闸率居高不下，给国民安全以及国民经济带来巨大的损失。所以，有必要定期对输电线的交跨距离进行检测，确保电力线下方一定范围内无危险交跨物。

目前，输电线路与下方被跨越物的交跨距离测量的方式主要包括人工目测、绳测、经纬仪和全站仪等，并且不同方式之间缺乏统一、客观的作业规范。除此之外，人工测量方式不仅依赖于巡检人员的状态和经验，而且检测效率与准确率都比较低。随着电网规模增大，人工测量方式已经无法满足电力线巡检的覆盖面与即时性要求，亟需一种有效的智能化手段代替人工测量方式。但目前有效、简单易行的智能化输电线路交跨区距离测量方式并不多。因此一种测量精度高，稳定性能好的输电线路交跨距离测量方法对测绘领域具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种输电线路交跨距离测量方法，实现对输电线路与下方交跨区域距离的准确测量，降低测绘人员工作强度与危险系数，提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于三目视觉的输电线路交跨距离测量方法，通过设计交互式测距软件，自动测量输电线路交跨距离，具体包括以下步骤：

1)利用三目相机拍摄目标输电线路图像，获得三目图像以及相机拍摄时的俯仰角和滚转角；

2)对三目图像进行协同校正；

3)基于相机姿态确定用于电力线匹配的双目图像，定义为并提取与拟合双目图像中所有的电力线；根据极线约束重建电力线的三维向量；

4)在校正后的左目图像中的电力线上任意选择一个点作为目标点根据空间几何关系确定目标点P_k在左目图像中对应的铅垂线；并利用铅垂线轨迹法得到目标点P_k在校正后的左目图像中对应可能的交跨点集合为交跨点集合K_k中第a个交跨点在校正后的左目图像中的坐标；

5)在右目图像中寻找所述交跨点集合K_k中所有点对应的匹配点，得到匹配点集合并计算交跨点对应的视差其中

6)根据空间先验知识从交跨点集合K_k中确定电力线上任一点的真正交跨点，并计算对应的交跨距离；

7)重复步骤4-6，得到电力线上所有点的交跨距离。

一种基于三目视觉的输电线路交跨距离测量系统，包括以下程序模块：

图像获取模块：利用三目相机拍摄目标输电线路图像，获得三目图像以及相机拍摄时的俯仰角和滚转角；

校正模块：对三目图像进行协同校正；

电力线提取模块：基于相机姿态确定电力线匹配对，并提取与拟合线匹配对中所有的电力线；根据极线约束重建电力线的三维向量；