[发明专利]一种无人机测量杆塔方法

权利要求书

1.一种无人机测量杆塔方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：基于杆塔的经纬度的测量要求，获取无人机前进方向杆塔的图像；

步骤二：基于杆塔的横担长度以及杆塔的高度测量需求，获取无人机在竖直方向上杆塔的图像；

步骤三：对步骤二所得到的数据进行处理，从而得到横担的长度。

2.根据权利要求1所述的一种无人机测量杆塔方法，其特征在于，所述的无人机搭载单目摄像机。

3.根据权利要求1所述的一种无人机测量杆塔方法，其特征在于，所述的步骤一需要在无人机的前进方向上对杆塔拍摄N张照片，通过所拍摄的N张杆塔照片的差异对比获得飞机距离杆塔中心点距离。

4.根据权利要求1所述的一种无人机测量杆塔方法，其特征在于，所述步骤二需要在竖直方向上对杆塔拍摄N张照片，然后拔高一定的高度再对杆塔拍摄N张照片。

5.根据权利要求1所述的一种无人机测量杆塔方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二中的N张照片，数量N的确定具体如下：

由于三张照片之间的相互对比可以得到3组数据，这三组数据可以求三个未知数并且取平值得到最后参数；

其流程设定如下：

拍摄全塔：

(1)竖直和前进方向拍摄三张照片(每间隔3(N)米拍摄一张，用以确定杆塔参数)

(2)水平拍摄三张照片(每间隔3(N)米拍摄一张，用以确定杆塔参数)

拍摄杆塔中心点：

(1)无人机飞到塔头中心顶端，垂直向下拍照，用以验证杆塔经纬度；

拍摄杆塔侧面：

每一相拍摄九张照片

(1)竖直拍摄三张照片(每间隔1(N)米拍摄一张，用以确定杆塔参数)

(2)水平拍摄三张照片(每间隔1(N)米拍摄一张，用以确定杆塔参数)。

6.根据权利要求1所述的一种无人机测量杆塔方法，其特征在于，所述步骤三如下：

计算横担的长度：

(1)当拍照平面与杆塔平面的夹角为零时，即无人机镜头与杆塔平面平行；

S1：无人机在杆塔适当位置拍摄一张照片，保持拍照倍率(假设镜头分辨率为M*N)不变，将无人机垂直向上或者左右平移一段距离再拍摄一张照片；

S2：根据两张照片杆塔相同点在照片的位移度计算实际物体与照片的比例，从而根据照片中相素之差确定杆塔的相关参数；

S3：如图1和图2所示，其中10是导线挂点，21是无人机，无人机镜头距离导线挂点的距离是L,无人机的高度是H2,无人机的挂点距离地面的高度是H1；无人机此时的空间位置坐标是(x1,y1,h1),此时拍摄一张照片；将无人机向上提升一段高度，无人机的位置坐标变为(x2,y2,h2)，此时再拍摄一张照片；

S4：对于无人机而言，此次位移量△h＝h2-h1,而对于无人机挂点的一个相同相素点而言，它在纵向上的位移为△N＝N2-N1；

S5：定义P＝(h2-h1)/(N2-N1),P为纵向相素放大倍数；

S6：测量照片上杆塔呼高最远两点的像素位移之差△x,可以求得相应横担的长速为X＝△x*P；

S7：通过左右移动无人机拍摄的这两张照片可以确定横向相素放大倍数Q＝(l2-l1)/(M2-M1),其中l1和l2是飞机第一次和第二次拍照点的位置上，M1和M2是照片上相同相素点的位置；

S8：由此可以计算出照片横向物体的实际长度，例如横担的长度，X＝△x*Q；

(2)当拍照平面与杆塔平面的夹角不为零时，即无人机镜头与杆塔平面不平行；

此时拍摄的地下两侧横担和杆塔中心在照片上的高度并不相等，原因是三点距离镜头的距离不同，所以倍率不同；

过程1：通过倍率之差可以得到:

|A₁-A₂|＝B|P₁-P₂|

过程2：从而确定镜头与杆塔平面的夹角：

过程3：采用积分的方法确定横担的长度

所以此时的横担长度：