一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法，具体步骤包括：S1、通过固定在经纬仪上的相机拍摄杆塔正面图像；S2、基于图像处理算法，识别出所述S1拍摄图像中杆塔主材坡度；S3、通过经纬仪测量出其余角度；S4、通过所述S2识别的出的角度以及S3测量的角度，即可计算杆塔的倾斜率；本发明专利技术优点在于，提出一种基于角度测量的杆塔倾斜率测量方法，提升了杆塔倾斜测量过程的精度和安全性；结合图像处理技术得到测量算法中的主材坡度，提高了测量效率。提高了测量效率。提高了测量效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法


[0001]本专利技术涉及测量
，特别是一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法。

技术介绍

[0002]电力与通信传输通道是当今时代不可或缺的日常生活及工业生产命脉，杆塔作为支承这些通道的关键基础设施，其作用同样不言而喻。由于杆塔位于野外，时常受到人为外破、恶劣气候、地质因素的影响，容易发生倾斜、倒塔事故，导致电力、通信传输网络存在瘫痪的风险。倾斜率能够衡量杆塔的整体状态，因此在杆塔工程竣工、运行维护中都对其倾斜率测量提出了要求。
[0003]现有杆塔倾斜率测量方法大致分为三类：第一类是基于仪器的测量方法，如铅锤法、经纬仪法、免棱镜全站仪法，这类方法原理简单，但目前采用的测量步骤繁琐；第二类是基于状态的测量方法，如倾角传感器法，这类方法可随时监测杆塔倾斜状态，但对于传感器分布要求高，后期维护成本大；第三类是基于图像的测量方法，如无人机法、双目视觉测量法，这类方法智能化程度高，但其使用的高分辨率相机有极高的材料成本和维护成本。
[0004]基于仪器的测量方法中，常规的经纬仪法需要经纬仪、卷尺、塔尺、标定桩等工具，一般需要至少两个人配合才能完成倾斜率测量；而免棱镜全站仪法则需要测量杆塔塔腿平面及横担平面的四点坐标，后续通过拟合平面计算中心点的偏移值，从而得到倾斜率，操作要求高，计算复杂。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法，提升杆塔倾斜测量过程的精度和安全性；结合图像处理技术得到测量算法中的主材坡度，提高测量效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法，具体步骤包括：
[0007]步骤S1、通过在杆塔线路中心线上的相机拍摄杆塔正面图像；
[0008]步骤S2、基于图像处理算法，识别出所述S1拍摄图像中杆塔主材坡度的角度
[0009]步骤S3、通过经纬仪测量出其余角度；
[0010]步骤S4、通过所述S2识别的出的角度以及S3测量的角度，即可计算杆塔的倾斜率。
[0011]在一较佳的实施例中，在步骤S1中，所述相机的安装方式包括：固定在经纬仪上，或安装在三脚架上。
[0012]在一较佳的实施例中，在步骤S2中，所述图像处理方法包括：
[0013]步骤S21、图像预处理：拍摄图像灰度化处理；高斯滤波方法滤除图像噪声；
[0014]步骤S22、图像直线检测：将预处理的图像使用Canny算子处理得到边缘点；使用Hough直线检测方法得到图像中杆塔塔腿至横担间两条主材直线，进一步得到主材直线夹角δ。
[0015]在一较佳的实施例中，所述步骤S2中的主材坡度θ＝90
‑
δ/2。
[0016]在一较佳的实施例中，所述经纬仪设站点位于待测杆塔线路中心线上。
[0017]在一较佳的实施例中，在步骤S3中，根据几何示意图测量所述塔腿中点A、横担中点B、塔腿中点在横担的投影点A1的垂直角、水平角。
[0018]在一较佳的实施例中，在步骤S4中，分别测量顺、横线路中心线方向的杆塔倾斜率k
x
、k
y
[0019][0020]其中，α为P至A点的垂直角；β为P至B点的垂直角，γ为B、A1两点的水平角差值，θ为主材坡度；
[0021]矢量合成杆塔倾斜率为
[0022][0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]1、测量效率高。使用图像处理技术自动识别出杆塔塔腿至横担间的主材坡度，避免了人工查阅待测杆塔图纸的过程；基于角度的测量方法，仅需在一台经纬仪上安装高清相机，即可得到计算杆塔倾斜率所需的全部数据，提升了测量效率。
[0025]2、安全性高。使用基于角度的方法测量杆塔倾斜率，避免了常规方法中棱镜安装与近距离测量的过程，无需靠近或接触杆塔即可得到待测杆塔的倾斜率，方法有较高的安全性。
附图说明
[0026]图1为本专利技术优选实施例的相机安装位及经纬仪设站位示意图；
[0027]图2为本专利技术优选实施例的本专利技术流程图；
[0028]图3为本专利技术优选实施例的杆塔主材坡度角度识别几何示意图；
[0029]图4为本专利技术优选实施例的经纬仪测量几何示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。
[0031]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0033]首先针对方法测量系统进行说明，为了完成测量，测量系统所需设备包括经纬仪
1，相机2，三脚架3。为了保证测量精度，如图1所示，本实施例优选将上述拍摄设备安装在经纬仪1粗瞄准器位置，保持相机2水平面与经纬仪物镜水平面平行设置；将经纬仪1安装在三脚架3上。在测量角度时，需要将经纬仪架设在线路中心线上以保证精度。故本实施例中优选地，将测量系统架设在线路中心线上。
[0034]一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法，如图1
‑
4所示，主要步骤如下：
[0035]步骤S1、在杆塔线路中心线上，通过固定在经纬仪2上的相机1拍摄杆塔正面图像。
[0036]步骤S2、基于图像处理算法，识别出所述S1拍摄图像中杆塔塔腿至横担部分主材坡度的角度；由杆塔的普遍结构可知，杆塔整体可以视为数个四棱台的组合，具体如高压输电塔塔腿至横担部分，在杆塔线路中心线方向上观察即为一个梯形平面，杆塔主材坡度角度识别几何示意图如图3所示。故本实施例中优选地，在S2中，图像处理方法包括：
[0037]步骤S21、图像预处理：对拍摄的杆塔正面图像灰度化处理；使用7
×
7的高斯卷积核滤除灰度图像中的噪声；
[0038]步骤S22、图像直线检测：将预处理后的图像使用Canny算子处理得到边缘点；使用Hough直线检测方法得到图像中杆塔塔腿至横担间两条主材直线，进一步得到主材直线夹角δ。
[0039]更进一步，在所述步骤S2中的主材坡度θ＝90
‑
δ/2。
[0040]步骤S3、如几何示意图3所示，经纬仪照准塔腿中点，先测量出A的垂直角α。然后将水平角置零并锁定水平度盘，向天顶方向转动经纬仪，找到塔腿中点在横担的投影点A1，得到垂直角β。锁定垂直度盘，转动水平度盘测得横担中点B的水平角γ；
[0041]步骤S4、分别在顺线路、横线路中心线方向，通过所述步骤S2识别的出的角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤S1、通过在杆塔线路中心线上的相机拍摄杆塔正面图像；步骤S2、基于图像处理算法，识别出所述S1拍摄图像中杆塔主材坡度的角度步骤S3、通过经纬仪测量出其余角度；步骤S4、通过所述S2识别的出的角度以及S3测量的角度，即可计算杆塔的倾斜率。2.根据权利要求1所述的一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法，其特征在于，在步骤S1中，所述相机的安装方式包括：固定在经纬仪上，或安装在三脚架上。3.根据权利要求1所述的一种基于角度的杆塔倾斜率测量方法，其特征在于，在步骤S2中，所述图像处理方法包括：步骤S21、图像预处理：拍摄图像灰度化处理；高斯滤波方法滤除图像噪声；步骤S22、图像直线检测：将预处理的图像使用Canny算子处理得到边缘点；使用Hough直线检测方法得到图像中杆塔塔腿至横担间两条主材直线，进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文超，林伟杰，黄宴委，陈少斌，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：