[發明專利]一種輸電線路分裂導線間距空間測量與定位方法

有效

• 申請號: 201711020861.6
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107818563B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 黃新波;楊璐雅;張燁;劉成;章小玲
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/62;G06T7/80;G01C3/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王珂瑜

1.一種輸電線路分裂導線間距空間測量與定位方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1：對攝像機進行標定，計算得到攝像機的內外參數；

步驟2：以攝像機能拍攝到互不重疊的四分裂導線為最佳角度進行拍攝，將采集到的一系列原始圖像Image進行灰度化處理后得到Image1，用高斯濾波對圖像中的一系列像素點(i,j)平滑處理得到Image2，然后采用最大類間方差法分割出導線區域Region；

步驟3：步驟2得到的導線區域Region在圖像Image2中表現為一個矩形區域，提取骨架并用最小二乘法擬合即可得到導線的軸線Region1，用軸線之間的距離來代表兩根導線之間的間距；

步驟4：計算圖像Image2的Region1區域中一根導線上每一點(x_m,y_m)到另一根導線的垂直距離即可得到一系列的導線間距d_t，分別計算四分裂導線中兩兩導線之間的間距；

步驟5：將圖像Image2劃分為左、中、右三部分，分別按不同的標定值將導線間距d_t轉換為空間距離D_gt進行檢測并判斷是否存在安全隱患。

2.根據權利要求1所述的一種輸電線路分裂導線間距空間測量與定位方法，其特征在于，所述的步驟1中具體的標定方法為，

步驟1.1，設標定板平面位于世界坐標系中Z＝0的平面上，標定板上特征點的世界坐標為A(x_w,y_w,0)，對應的圖像坐標為a(u_w,v_w)，可得下式：

式中為深度系數，M為相機的內參數，r₁，r₂為旋轉向量，T為平移向量，H＝M[r₁ r₂ T]為世界坐標系相對于圖像像素坐標系的旋轉及平移向量即單應性矩陣，求解方程可以得到單應性矩陣H；定義一個矩陣E＝M^-TM^-1，可得下式：

解方程組即可求得相機的內參數

步驟1.2，根據獲得的單應性矩陣H和內參數M可以求得攝像機的外參數O為：

其中r₁，r₂，r₃為旋轉向量，T為平移向量。

3.根據權利要求1所述的一種輸電線路分裂導線間距空間測量與定位方法，其特征在于，所述步驟2具體為：

步驟2.1，將采集的圖像灰度化處理得到Image1，并對其進行高斯濾波處理，具體步驟為：

將模板中心對準待檢測像素點(i,j)，計算模板內所有像素點的加權平均灰度值來代替模板中心的像素點值；

此時輸出值可表示如下：

式中g(i,j)表示輸出像素值，f(i,j)表示輸入像素值；

用模板掃描整幅圖像后得到濾波后的圖像Image2，高斯濾波模板內每一鄰域像素點的權值隨該點與中心點距離的增加而減小，因此與均值濾波相比，能保留更多的圖像細節信息；

步驟2.2，假設經濾波處理后的圖像Image2有L個灰度級[1,2,...,L]，最大類間方差法就是通過一個灰度級門限s將像素點分為C₀和C₁兩類，C₀表示灰度級為[1,2,...,s]的像素點，C₁表示灰度級為[s+1,s+2,...,L]的像素點，兩類出現的概率為：

其中P_l表示第l個灰度級像素點出現的概率；

兩類的平均灰度級為：

其中是整幅圖像的平均灰度級，則類間方差如公式(2-6)，

按照公式(2-7)

計算出最佳門限s^*即為分割閾值；

步驟2.3，利用s*對圖像Image2進行處理，進行分割，將圖像分為背景區域和導線區域Region，由此，得到導線區域Region。