本发明专利技术公开了一种基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统，其包括：MCU控制器用于驱动三拼相机曝光，以及将曝光点坐标以及曝光时间写入相机拍摄的照片中；后差分装置用于将曝光点坐标及曝光时间发送至MCU控制器；杆塔模型构建模块用于对杆塔及导线照片进行处理，建杆塔及导线的三维模型；无人机按照设定航线飞行，设定航线中：第一航线和第二航线均包含有三条直线段，以及每相邻两条直线段之间的折线段，第一航线的第一折线段与第二航线的第一折线段交叉，形成第一交叉图形，第一航线的第二折线段与第二航线的第二折线段交叉，形成第二交叉图形。本发明专利技术提供的系统，可以生成完整杆塔及导线模型，还可提高飞行数据采集效率，降低照片数据处理难度。低照片数据处理难度。低照片数据处理难度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统及方法
[0001]本专利技术涉及无人机航测的
，尤其涉及基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统及方法。
技术介绍
[0002]架空输电线路运行环境复杂多变,容易受到自然和人为因素破坏而导致各种故障,为了保证输电线路的安全可靠运行,电力部门制定了严格的巡视工作规范,对输电线路进行定期的巡视。
[0003]目前，对电力杆塔和导线的三维点云重建比较有效的是“S型(蛇形)”飞行方式，但是“S型(蛇形)”飞行方式飞行效率低，数据处理时间长，而且需要使用专用的数据处理软件。
[0004]传统的无人机电力巡线方式基本都是搭载单相机或者五拼相机。搭载单相机进行无人机电力巡检，按照传统的“带状”飞行方式，照片的数量及重叠度不够，导致无法生成完整的杆塔模型。
技术实现思路
[0005]本申请实施例通过提供一种基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统及方法，可以生成完整的杆塔模型，还可以提高飞行数据采集效率，降低照片数据处理难度。
[0006]本专利技术提供一种基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统，其
[0007]包括：无人机和杆塔模型构建模块，以及设置在所述无人机上的三拼相机、MCU控制器和后差分装置；
[0008]所述无人机，用于接收飞行控制指令，并根据所述飞行控制指令按照设定航线飞行；
[0009]所述后差分装置，分别与所述三拼相机以及所述MCU控制器通讯连接，用于根据来自所述三拼相机的快门信号，记录所述三拼相机的曝光点坐标及曝光时间，并将所述曝光点坐标及曝光时间发送至所述MCU控制器；
[0010]所述MCU控制器，与所述三拼相机通讯连接，用于分别发送三个同步信号至所述三拼相机，以驱动所述三拼相机曝光，且还用于将所述曝光点坐标以及曝光时间写入所述三拼相机所拍摄的照片中；
[0011]所述杆塔模型构建模块，与所述三拼相机通讯连接，用于获取所述三拼相机拍摄的杆塔及导线照片，并对所述杆塔及导线照片进行处理，生成点云，通过所述点云构建所述杆塔及导线的三维模型；
[0012]其中，所述设定航线包含有第一航线和第二航线，所述第一航线与所述第二航线的飞行方向相反；所述第一航线和所述第二航线均包含有三条直线段，以及每相邻两条直线段之间的折线段，所述第一航线的第一折线段与所述第二航线的第一折线段交叉，形成第一交叉图形，所述第一航线的第二折线段与所述第二航线的第二折线段交叉，形成第二
交叉图形，所述第一交叉图形和所述第二交叉图形均分别包围一个杆塔。
[0013]优选的，所述三拼相机中，第一相机在所述无人机飞行方向上左倾或右倾第一预设角度，第二相机在所述无人机飞行方向上左倾或右倾所述第一预设角度，且前倾第二预设角度，第三相机在所述无人机飞行方向上左倾或右倾所述第一预设角度，且后倾所述第二预设角度；其中，所述第一预设角度大于等于13度且小于等于17度，所述第二预设角度大于等于43度且小于等于47度。
[0014]优选的，所述第一航线与所述第二航线关于杆塔连线对称，所述杆塔连线为所述第一交叉图形所包围的杆塔和所述第二交叉图形所包围的杆塔之间的连线。
[0015]优选的，所述第一航线中的三条直线段的方向为沿着所述杆塔的导线方向，且所述第二航线中的三条直线段的方向也为沿着所述杆塔的导线方向。
[0016]优选的，所述第一航线的折线段对应的折线角度以及所述第二航线的折线段对应的折线角度的范围均为80度～100度。
[0017]优选的，所述第一相机、所述第二相机以及所述第三相机在所述无人机飞行方向上均为左倾设置或者均为右倾设置。
[0018]本专利技术还提供一种基于无人机航拍的电力杆塔模型提取方法，所述方法应用在如上述的系统中；
[0019]所述方法包括：
[0020]无人机接收飞行控制指令，并根据所述飞行控制指令按照设定航线飞行；
[0021]通过MCU控制器分别发送三个同步信号至三拼相机，以驱动所述三拼相机曝光；
[0022]通过后差分装置根据来自所述三拼相机的快门信号，记录所述三拼相机的曝光点坐标及曝光时间，且将所述曝光点坐标及曝光时间发送至所述MCU控制器；
[0023]通过所述MCU控制器将所述曝光点坐标以及曝光时间写入所述三拼相机所拍摄的照片中；
[0024]通过杆塔模型构建模块获取所述三拼相机拍摄的杆塔及导线照片，并对所述杆塔及导线照片进行处理，生成点云，通过所述点云构建所述杆塔及导线的三维模型；
[0025]其中，所述设定航线包含有第一航线和第二航线，所述第一航线与所述第二航线的飞行方向相反；所述第一航线和所述第二航线均包含有三条直线段，以及每相邻两条直线段之间的折线段，所述第一航线的第一折线段与所述第二航线的第一折线段交叉，形成第一交叉图形，所述第一航线的第二折线段与所述第二航线的第二折线段交叉，形成第二交叉图形，所述第一交叉图形和所述第二交叉图形均分别包围一个杆塔。
[0026]优选的，所述第一航线与所述第二航线关于杆塔连线对称，所述杆塔连线为所述第一交叉图形所包围的杆塔和所述第二交叉图形所包围的杆塔之间的连线。
[0027]优选的，所述第一航线的折线段对应的折线角度以及所述第二航线的折线段对应的折线角度的范围均为80度～100度。
[0028]优选的，所述第一航线中的三条直线段的方向为沿着所述杆塔的导线方向，且所述第二航线中的三条直线段的方向也为沿着所述杆塔的导线方向。
[0029]本专利技术提供的系统及方法，具有如下有益效果：通过一种搭载三拼相机的无人机，进行航测拍摄电力杆塔及导线的图像，通过三拼相机拍照，避免了像五拼相机那样采集大量与杆塔线路无关的照片，进而避免了数据处理难度大，也降低了照片数据处理时间以及
运营成本，也避免了单相机拍摄照片数量及重叠度不够的问题。而且，控制无人机按照本专利技术提供的设定航线飞行，相对于传统的“S型(蛇形)”飞行方式而言，飞行拍摄的有效照片数量更多，因而能够通过拍摄的有效照片生成完整的杆塔及导线模型，无人机飞行效率更高。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术提供的基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统的原理框图；
[0032]图2是本专利技术提供的无人机飞行航线示意图；
[0033]图3是本专利技术提供的现有技术中“带状”飞行航线示意图；
[0034]图4是本专利技术提供的现有技术中“S型(蛇形)”飞行航线示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本申请所属
中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
[0036]本专利技术提供一种基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统，其特征在于，包括：无人机和杆塔模型构建模块，以及设置在所述无人机上的三拼相机、MCU控制器和后差分装置；所述无人机，用于接收飞行控制指令，并根据所述飞行控制指令按照设定航线飞行；所述后差分装置，分别与所述三拼相机以及所述MCU控制器通讯连接，用于根据来自所述三拼相机的快门信号，记录所述三拼相机的曝光点坐标及曝光时间，并将所述曝光点坐标及曝光时间发送至所述MCU控制器；所述MCU控制器，与所述三拼相机通讯连接，用于分别发送三个同步信号至所述三拼相机，以驱动所述三拼相机曝光，且还用于将所述曝光点坐标以及曝光时间写入所述三拼相机所拍摄的照片中；所述杆塔模型构建模块，与所述三拼相机通讯连接，用于获取所述三拼相机拍摄的杆塔及导线照片，并对所述杆塔及导线照片进行处理，生成点云，通过所述点云构建所述杆塔及导线的三维模型；其中，所述设定航线包含有第一航线和第二航线，所述第一航线与所述第二航线的飞行方向相反；所述第一航线和所述第二航线均包含有三条直线段，以及每相邻两条直线段之间的折线段，所述第一航线的第一折线段与所述第二航线的第一折线段交叉，形成第一交叉图形，所述第一航线的第二折线段与所述第二航线的第二折线段交叉，形成第二交叉图形，所述第一交叉图形和所述第二交叉图形均分别包围一个杆塔。2.根据权利要求1所述的基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统，其特征在于，所述三拼相机中，第一相机在所述无人机飞行方向上左倾或右倾第一预设角度，第二相机在所述无人机飞行方向上左倾或右倾所述第一预设角度，且前倾第二预设角度，第三相机在所述无人机飞行方向上左倾或右倾所述第一预设角度，且后倾所述第二预设角度；其中，所述第一预设角度大于等于13度且小于等于17度，所述第二预设角度大于等于43度且小于等于47度。3.根据权利要求1所述的基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统，其特征在于，所述第一航线与所述第二航线关于杆塔连线对称，所述杆塔连线为所述第一交叉图形所包围的杆塔和所述第二交叉图形所包围的杆塔之间的连线。4.根据权利要求1所述的基于无人机航拍的电力杆塔模型提取系统，其特征在于，所述第一航线中的三条直线段的方向为沿着所述杆塔的导线方向，且所述第二航线中的三条直线段的方向也为沿着所述杆塔的导线方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱军，崔健，高巍，刘宏兵，张伟，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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