一种高压输电线路导线结冰厚度自动测量方法技术

本发明专利技术提出一种高压输电线路导线结冰厚度自动测量方法，本技术发明专利技术以无人机为载体，搭载双目立体视觉系统，通过沿输电线巡航飞行，采集双目序列影像数据，通过线特征提取和匹配，使用双目基线立体标定参数与匹配像素对进行三角测量，获得输电线上下边缘的三维宽度测量值，与输电线实际设计宽度比较，差分得到积冰的厚度值。本技术通过无人机巡航的方式进行快周期的测量，结合数据处理方法，从测量效率和测量精度方面比较以往的测量方法有极大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高压输电线路导线结冰厚度自动测量方法
本专利技术涉及输电线积冰厚度测量领域，尤其是一种高压输电线路导线结冰厚度自动测量方法。
技术介绍
我国北方地区在寒冷气象条件下，由于雨淞、雾淞凝附在导线上或湿雪冻结在导线上，会形成电线积冰，也称为电线履冰。如果积冰超过高压架空送电线路的设计标准，就会发生电线断线、电线杆倒塌的事故，造成电路中断、电网线路损毁，给人们的生活带来麻烦和不可估量的经济损失。准确检测电线积冰，不但对指导输电线路上的冰冻灾害防治具有重要意义，也能够根据气候资料对电线积冰进行风险区划，为输电线路走向提供合理的方案，使输电线路设计更为合理，既节省开支又能够提供充足的保障。电线积冰观测单位常根据需要选择时间段来测定每一次积冰过程的最大直径和厚度，以毫米(mm)为单位，取整数。目前的观测单位多采用人工测量或局部测量的方法进行电线积冰厚度测量，效率和可靠性方面滞后，难以适应大范围、快周期的数据采集分析。因此，现有技术还提出了两种检测电线积冰的方法，主要有两类，第一类是拉力传感器测量法，第二类是基于视频图像的积冰测量法。拉力传感器测量法是设计一个由两组支架组成的电线积冰收集部分，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压输电线路导线结冰厚度自动测量方法，其特征在于，包括步骤：(1)采用无人机搭载双目相机，在地面使用棋盘格标定板，对双目相机的相对位置姿态和图像内参数进行标定，获得立体标定参数，包括：基线长度、图像主距、畸变参数；(2)控制搭载有双目相机的无人机沿输电线路长度方向飞行，飞行过程中采集输电线路各个位置的立体彩色图像，并采用关键帧的方式存储图像，记左侧相机采集到的图像为图像L，右侧相机在同一时刻采集到的图像为图像R；无人机飞行时保持双目相机基线平行于输电线方向；(3)以同一时刻采集到的图像L、R为一组，按照采集时间顺序，对每一组图像L和R，使用拉普拉斯算子处理原始图像，得到输电线的左、右二...

【技术特征摘要】
1.一种高压输电线路导线结冰厚度自动测量方法，其特征在于，包括步骤：(1)采用无人机搭载双目相机，在地面使用棋盘格标定板，对双目相机的相对位置姿态和图像内参数进行标定，获得立体标定参数，包括：基线长度、图像主距、畸变参数；(2)控制搭载有双目相机的无人机沿输电线路长度方向飞行，飞行过程中采集输电线路各个位置的立体彩色图像，并采用关键帧的方式存储图像，记左侧相机采集到的图像为图像L，右侧相机在同一时刻采集到的图像为图像R；无人机飞行时保持双目相机基线平行于输电线方向；(3)以同一时刻采集到的图像L、R为一组，按照采集时间顺序，对每一组图像L和R，使用拉普拉斯算子处理原始图像，得到输电线的左、右二值轮廓图像L1、R1；(4)采用霍夫变换或LSD线性线段检测器处理左、右二值轮廓图像L1、R1，得到左、右分段线段二值图像L2、R2；(5)采用立体标定参数，对L2、R2进行极线校正，得到校正后的图像L3、R3；校正前后的图像同名点的像素坐标中，行坐标完全相同，列坐标存在像差，相差即为视差；(6)遍历图像L3中的像素点，当遇到线特征像素点(xL，yL)时，在图像R3中沿扫描线y＝yL搜索线特征像素点，记搜索到的线特征像素点个数为n，各线特征像素点的坐标分别为：(xR1，yL)，(xR2，yL)……(xRn，yL)；(7)采用立体标定参数对图像L、R进行几何校正，得到校正后的图像L*、R*；(8)在图像L*、R*中进行线特征像素点的匹配：在图像L*中以(xL，yL)为中心点提取待匹配窗口；在图像R*中分别以(xR1，yL)，(xR2，yL)……(xRn，yL)为中心点提取匹配窗口，计算每一个匹配窗口与待匹配窗口的相关性，将相关性最大的匹配窗口所对应的中心点作为(xL，yL)的最优匹配像素点，(xL，yL)与其最优匹配像素点即为一对匹配像素对；(9)利用立体标定参数和匹配像素对进行三角测量，得到以图像L*为参考系的深度图：记匹配像素对中的两个像素点分别为p和p′，p和p′在深度图中相应的线特征像素点为P，p的坐标为(xL，yL)，p′的坐标为(xRi，yRi)，P的坐标为(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明磊，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32