[发明专利]一种基于地理信息的输电通道内隐患测距的方法

权利要求书

1.一种解决电力行业输电通道内隐患测距的方法，其特征在于，包括：

a、获取地面标识物、杆塔的地理信息，测量输电导线最外两侧的横向地面宽度和每根输电导线的起止端和中间点的高度；所述地理信息为GPS坐标；

b、求解输电通道采集图像与实际场景的变换矩阵：

在所述输电通道采集图像中对应找到所述步骤a中的地面标识物，并记录像素坐标，建立输电通道采集图像的空间直角坐标系；

根据地面标识物的地理信息与所述空间直角坐标系一一对应关系，求解透视变换矩阵T：

通过所述透视变换矩阵T将每个实际场景获取的GPS坐标转换到输电通道采集图像中的空间直角坐标系中；

c、在输电通道采集图像中，隐患的齐次坐标(u，v，w)，其中所述u和v是所述隐患在图像中的横、纵坐标值，w等于1，利用所述透视变换矩阵T将隐患映射到实际场景的坐标系中：

其中，所述(x′，y′，w′)为中间值；通过透视变换后得到的隐患在实际场景的坐标系中的横、纵坐标分别为：x，y，其中

d、求解得到隐患顶部的中心坐标为(x，y，z+H)，其中所述z为在空间直角坐标系中多个标识物z坐标值的平均值：

根据隐患的像素高度h求取隐患的实际高度H，即得到隐患顶部的中心坐标为(x，y，z+H)；

e、根据输电导线的起始端点和中点坐标，对导线进行建立直线模型；

f、对隐患与导线进行测距：

f1：根据实际场景坐标系中隐患和导线的坐标信息，判定隐患与哪一根导线最接近；

f2：将隐患投影至与其最近的直线模型中，即导线所在的yoz平面中，根据点到直线距离公式求得隐患与导线的垂直方向距离，由坐标信息得到隐患顶部中点与导线的水平方向距离，最后由勾股定理求得隐患至导线的距离，其中已知点(x₀，y₀)到导线对应直线模型的公式为：

所述步骤b所述空间直角坐标系的建立包括

以2个相邻杆塔底部中心连线为y轴，垂直y轴方向为x轴，垂直xoy平面方向为z轴，建立空间直角坐标系，将每个实际场景测得的GPS信息转换到输电通道采集图像的空间直角坐标系中；

所述隐患实际高度H的求取方法包括：

d1：输电通道图像采集相机对面的杆塔底部的中心点在实际场景坐标系中的坐标为(x₁，y₁，z₁)，最外左侧导线的离地高度H₁，最外两侧导线的横向地面宽度L，则最外左侧导线的端点为

d2：在输电通道图像中计算最外左侧导线端点的离地像素高度h₁，得

其中，f是相机的近似焦距，解得同理，在输电通道图像中算出隐患的像素高度h，得隐患的实际高度H：

所述步骤e具体包括：

e1：根据每根导线的起、止端点和中点坐标；

e2：用线段对一根导线进行模拟，以导线中点为分割点，起点与中点建立一个直线模型，终止点与中点建立另一个直线模型，设每一根导线都处在同一个yoz平面中，则建立二维平面直线模型为：

Ax+By+C＝0

所述A、B和C通过所述直线模型求得。

2.根据权利要求1所述的一种解决电力行业输电通道内隐患测距的方法，其特征在于，所述步骤a中获取地面标识物、杆塔和导线的地理信息的方法：

在输电通道的地面上选取至少四个标识物，并记录下四个标识物底部的GPS坐标；

记录输电通道内2个相邻杆塔底部中心的GPS坐标；

测量输电通道内2个相邻杆塔之间输电导线最外两侧的横向地面宽度；

测量每根输电导线的起、止端和中间点的高度。