[发明专利]一种无人机测量输电线路影像距离的系统及方法

权利要求书

1.一种无人机测量输电线路影像距离的系统，所述输电线路包括多个电力杆塔以及位于相邻电力杆塔之间的输电线路走廊，其特征在于，所述系统包括无人机、总控台以及多个摄像头；

所述摄像头固定于所述电力杆塔上，用于采集所述输电线路走廊的二维影像数据；

所述无人机包括机体、激光雷达装置、旋翼组件、动力装置、飞控处理器、状态检测装置以及无线通信模块；

所述状态检测装置用于获取自身的定位信息和采集无人机与地面的距离信息并发送至所述飞控处理器，所述飞控处理器用于根据所述距离信息和定位信息生成控制信号，并根据所述控制信号控制所述动力装置调整无人机的飞行轨迹和飞行高度，所述激光雷达装置用于采集输电线路的三维点云数据，所述三维点云数据通过所述无线通信模块发送至所述总控台；

所述总控台用于接收所述二维影像数据以及三维点云数据，根据摄像头的内方位元素以及二维影像数据在三维空间中的外方位元素建立二维影像数据与三维点云数据的映射关系；根据所述二维影像数据识别目标物，根据所述映射关系，确定目标物的三维点坐标，根据目标物的三维点坐标计算目标物到输电线路的距离；

其中，根据所述二维影像数据识别目标物之后，还包括：

框选所述目标物，并得到方框任意两个斜对角的像素坐标值；

根据两个斜对角的像素坐标值计算出方框底端另一个角的像素坐标值，并根据所述映射关系获得方框底端两个底角对应的三维点坐标，并依此计算两个底角的欧式距离；

将两个底角的欧式距离除以两个底角的像素距离，获得方框每个像素对应的空间大小，计算方框顶角到同侧底角的空间距离值；

在两个底角三维点坐标的基础上，分别在Z轴上增加所述空间距离值，以得到方框两个顶角的三维点坐标；

根据两个顶角的三维点坐标，分别计算两个顶角到最近的输电线路的三维点的欧式距离，并以其中较小的一个距离值作为所述目标物到输电线路的距离。

2.根据权利要求1所述的无人机测量输电线路影像距离的系统，其特征在于，所述状态检测装置包括GPS定位装置和激光测距雷达，所述GPS定位装置用于获取无人机的定位信息，所述激光测距雷达用于检测无人机到地面的高度。

3.根据权利要求1所述的无人机测量输电线路影像距离的系统，其特征在于，所述输电线路走廊宽度大于或等于50米。

4.根据权利要求1所述的无人机测量输电线路影像距离的系统，其特征在于，所述飞控处理器还用于通过所述无线通信模块接收总控台发送的地面控制信号，并根据所述地面控制信号控制所述动力装置调整无人机的飞行轨迹和飞行高度，所述地面控制信号的优先级高于所述控制信号。

5.一种采用如权利要求1至4任意一项所述系统的测量输电线路影像距离的方法，其特征在于，包括以下步骤：

总控台接收所述二维影像数据以及三维点云数据；

根据摄像头的内方位元素以及二维影像数据在三维空间中的外方位元素建立二维影像数据与三维点云数据的映射关系；

根据所述二维影像数据识别目标物，根据所述映射关系，确定目标物的三维点坐标；

根据目标物的三维点坐标计算目标物到输电线路的距离；

根据所述二维影像数据识别目标物之后，还包括：

框选所述目标物，并得到方框任意两个斜对角的像素坐标值；

根据两个斜对角的像素坐标值计算出方框底端另一个角的像素坐标值，并根据所述映射关系获得方框底端两个底角对应的三维点坐标，并依此计算两个底角的欧式距离；

将两个底角的欧式距离除以两个底角的像素距离，获得方框每个像素对应的空间大小，计算方框顶角到同侧底角的空间距离值；

在两个底角三维点坐标的基础上，分别在Z轴上增加所述空间距离值，以得到方框两个顶角的三维点坐标；

根据两个顶角的三维点坐标，分别计算两个顶角到最近的输电线路的三维点的欧式距离，并以其中较小的一个距离值作为所述目标物到输电线路的距离。