一种基于双目视觉的无人机输电线路自动跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双目视觉的无人机输电线路自动跟踪方法。利用人眼视觉显著性检测技术提取图像中的电力线区域，根据双目视觉成像模型准确测距，进而控制无人机的飞行方向与姿态。本发明专利技术提出的基于双目视觉的无人机输电线路自动跟踪系统及方法，能准确地测量无人机和电力线上激光标记点的距离，满足无人机对输电线路安全自动检测与跟踪的要求。

An Automatic Tracking Method for UAV Transmission Line Based on Binocular Vision

The invention discloses an automatic tracking method of UAV transmission line based on binocular vision. The power line area in the image is extracted by human visual saliency detection technology, and the flight direction and attitude of the UAV are controlled by accurate ranging based on the binocular vision imaging model. The automatic tracking system and method of UAV transmission line based on binocular vision can accurately measure the distance between UAV and laser marker points on power line, and meet the requirement of UAV for automatic detection and tracking of transmission line safety.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目视觉的无人机输电线路自动跟踪方法
本专利技术涉及输电线路巡检领域，具体涉及一种基于双目视觉的无人机输电线路自动跟踪方法。
技术介绍
随着经济的快速发展，社会对电力的需求激增，输电线路巡检成为保障国民用电安全的重要手段。但输电线路具有跨度长、所经区域地形复杂等特点，人工巡检已无法满足需求，因此现各电力公司大多采用“机巡为主、人巡为辅”的协同巡检模式进行输电线路巡检。而现有的无人机巡检均为人工操作无人机作业，要保证无人机与输电线路之间始终保持一定的安全距离，要求无人机操作员具有丰富的累积经验。但是，传统的无人机巡检依赖人眼观察无人机和电力线的距离，对员工的经验、视角、工作状态要求高，难以保证无人机巡检的高安全性，且拍摄距离忽近忽远，易导致拍摄质量差，降低巡检效率，甚至影响输电线路正常运作等问题。因此，准确测量无人机巡检中无人机和高压输电线路的距离，自动跟踪高压输电线路，避免无人机对输电线路的安全威胁的同时，保证无人机的拍摄质量，成为影响无人机输电线路巡检系统的关键因素。在实际测量环境中，电力线所处背景复杂，准确地从图像中提取出电力线，并配准电力线上特征点，是进行输电线路距离测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双目视觉的无人机输电线路自动跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：1)双目相机的标定：利用张氏标定法完成双目相机的标定，获取该双目相机的内外参数；2)采集待测双目图像：线激光发射器发射红色线激光，利用柱型透镜把线激光分散折光，形成扇形光束，保持线激光发射器照射出的一字线竖直，照射至每一条电力线；无人机在指定位置起飞后，首先对跟踪巡检的电力线拍摄双目图像，并将图像传输到嵌入式芯片，根据双目相机的内外参数对图像进行矫正与校正处理；3)检测电力线区域：对于步骤2)得到的左右目图像，首先利用高斯差分方法计算出显著点，再利用Canny算法进行边缘检测，根据边缘上显著点数量进行筛选，得到电力线候...

【技术特征摘要】
1.一种基于双目视觉的无人机输电线路自动跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：1)双目相机的标定：利用张氏标定法完成双目相机的标定，获取该双目相机的内外参数；2)采集待测双目图像：线激光发射器发射红色线激光，利用柱型透镜把线激光分散折光，形成扇形光束，保持线激光发射器照射出的一字线竖直，照射至每一条电力线；无人机在指定位置起飞后，首先对跟踪巡检的电力线拍摄双目图像，并将图像传输到嵌入式芯片，根据双目相机的内外参数对图像进行矫正与校正处理；3)检测电力线区域：对于步骤2)得到的左右目图像，首先利用高斯差分方法计算出显著点，再利用Canny算法进行边缘检测，根据边缘上显著点数量进行筛选，得到电力线候选基元；4)检测电力线并标号：计算每一条电力线候选基元的斜率，保留斜率倾角小于设定值的电力线候选基元，进一步根据每个电力线候选基元的中点到其它所有电力线候选基元所在直线的距离，将多个断裂的候选电力线基元分组，属于同一条电力线的电力线候选基元分为一组，将同一组内的所有电力线候选基元拼接成为一条完整的电力线，同时对每条电力线按从上至下的顺序标号；5)所有电力线上激光标记点的提取：根据像素颜色，针对步骤4)提取的所有电力线，按照标号搜索提取每条电力线左右目图像激光标记点的位置；6)无人机-电力线距离计算：根据左右目图像两个激光标记点的双目视差和相机参数，利用双目视觉模型计算两个点对的三维坐标，计算无人机到每条电力线的距离；7)根据求得的无人机与电力线之间的距离调整无人机飞行方向，如果无人机和每一条电力线的距离大小都大于最小距离阈值Threshmin，并小于最大距离阈值Threshmax，继续向前飞行；如果无人机和每一条电力线的距离小于最小距离阈值Threshmin，控制无人机向电力线相反方向斜飞；如果无人机和每一条电力线的距离大于设置的最大距离阈值Threshmax，则控制无人机向靠近电力线的方向倾斜飞行，并且将提取的电力线位置、相应GPS信息和双目摄像头录制的视频通过无线传输模块一同传输回地面。2.根据权利要求1所述的基于双目视觉的无人机输电线路自动跟踪方法，其特征在于，在所述步骤3)中，按下式计算左右目图像的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐畅，储露露，李庆武，马云鹏，周亚琴，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏,32