[发明专利]山火精确定位和山火边缘距架空输电线垂直距离的算法

摘要

本发明公开了山火精确定位和山火边缘距架空输电线垂直距离的算法，通过摄像机发现火情后，基于摄影测量学原理构建像平面二维坐标系o‑xy、像空间直角坐标系S‑xyz、地面摄影坐标系O‑XYZ、像空间辅助坐标系S‑XYZ，其中p为像点、P为火点，S为摄像机摄影中心原点，o为影像中心原点；利用固定安装在摄像机上的三维电子罗盘实时测定拍摄像片时的三维姿态角方位角(φ)、倾角(ω)、侧滚角(κ)；通过像点空间坐标转换，构建像点p、火点点P及摄像机摄影中心原点S所满足的共线条件方程式，使用等分查找法得到火点三维坐标。

主权项

一种山火精确定位和山火边缘距架空输电线垂直距离的算法，其特征在于，方法步骤如下：(1)通过摄像机发现火情后，基于摄影测量学原理构建像平面二维坐标系o‑xy、像空间直角坐标系S‑xyz、地面摄影坐标系O‑XYZ、像空间辅助坐标系S‑XYZ，其中p为像点、P为火点，S为摄像机摄影中心原点，o为影像中心原点；(2)利用固定安装在摄像机上的三维电子罗盘实时测定拍摄像片时的三维姿态角：方位角(φ)、倾角(ω)、侧滚角(κ)；(3)通过像点空间坐标转换(三维)，可以得出如下矩阵关系：其中：x，y为像点在像平面二维坐标系o‑xy中坐标；X，Y，Z为像点对应火点在地面摄影坐标系O‑XYZ中坐标；f为摄像机摄影中心原点离像片的垂直距离，也称作等效焦距，是相机的内方位元素；R为有关外方位元素中角元素φ、ω、κ旋转矩阵，表示为：其中ai，bi，ci(i＝1，2，3)为以Y‑X‑Z为主轴的旋转角构成的方向余弦；(4)基于以上坐标转换关系，构建像点p、火点点P及摄像机摄影中心原点S所满足的共线条件方程式：其中：XS，YS，ZS为摄影中心在地面摄影坐标系O‑XYZ中坐标；x0，y0为相机的内方位元素，是像片相对于摄像机摄影中心原点S的位置的平面方向的偏移量；(5)使用等分查找法得到火点三维坐标。火点点P位于过摄像机摄影中心原点S(XS，YS，ZS)的铅垂面，使用等分查找法与DEM数据中的空间数据查询功能，来确定摄影视线方向与该方向DEM剖面线的交点，也就是火点点P所在位置的坐标(Xp，Yp，Zp)。