[發(fā)明專利]一種基于無人機(jī)圖像的起重設(shè)備垂直度檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910224348.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN110425999B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 厲小潤(rùn);王鑫遠(yuǎn);馬溢堅(jiān);王晶;蔣劍鋒;王建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/26
• 分類號(hào): G01B11/26;B66C13/16
• 代理公司: 杭州堅(jiān)果知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33366
• 代理人: 張劍英

1.一種基于無人機(jī)圖像的起重設(shè)備垂直度檢測(cè)方法,其特征在于,包括如下步驟：

1)獲取帶有配置信息的塔吊支架的底部圖像，所述底部圖像的配置信息為拍攝時(shí)高精度的位置信息(X_w1，Y_w1)及攝像頭旋轉(zhuǎn)角度θ₁；

2)獲取帶有配置信息的塔吊支架的頂部圖像，所述頂部圖像的配置信息為拍攝時(shí)高精度的位置信息(X_w2，Y_w2)及攝像頭旋轉(zhuǎn)角度θ₂；

3)在步驟1)中獲得的底部圖像和步驟2)中獲得的頂部圖像中任選一幅圖像，完成圖像定標(biāo)，得到圖像的空間分辨率k_x、k_y，所述的k_x、k_y分別為橫向、縱向每一個(gè)像素距離代表的真實(shí)距離；

4)在步驟1)中獲得的底部圖像的左側(cè)支架上選擇參考點(diǎn)L₁(X₁，Y₁)、步驟2)中獲得的頂部圖像的左側(cè)支架上選擇參考點(diǎn)L₂(X₂，Y₂)；

5)根據(jù)L₂(X₂，Y₂)、旋轉(zhuǎn)角度θ₁、旋轉(zhuǎn)角度θ₂、成像時(shí)的位置(X_w1，Y_w1)、(X_w2，Y_w2)、圖像像素寬度w，計(jì)算L₂點(diǎn)在L₁坐標(biāo)系下的橫坐標(biāo)X₂^’ ，針對(duì)不同的成像位置、旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)角度，有：

a)當(dāng)L₂成像點(diǎn)在所述頂部圖像左側(cè)，相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度向左且θα?xí)r：

b)當(dāng)L₂成像點(diǎn)在所述頂部圖像左側(cè)，相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度向左且θα?xí)r：

c)當(dāng)L₂成像點(diǎn)在所述頂部圖像左側(cè)，相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度向右時(shí)：

d)當(dāng)L₂成像點(diǎn)在所述頂部圖像右側(cè)，相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度向右且θα?xí)r：

e)當(dāng)L₂成像點(diǎn)在所述頂部圖像右側(cè)，相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度向右且θα?xí)r：

f)當(dāng)L₂成像點(diǎn)在所述頂部圖像右側(cè)，相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度向左時(shí)：

其中：θ為相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度且θ＝θ₂-θ₁，w為圖像像素寬度，f為相機(jī)焦距；

6)計(jì)算L₂點(diǎn)在L₁坐標(biāo)系下的縱坐標(biāo)Y₂^’ ，具體計(jì)算公式如下式(2)：

7)計(jì)算起重設(shè)備的垂直度，具體計(jì)算公式如下式(3)：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無人機(jī)圖像的起重設(shè)備垂直度檢測(cè)方法,其特征在于：所述步驟1)、2)中的高精度位置信息采用雙Real-Time Kinematic對(duì)無人機(jī)進(jìn)行定位獲取。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無人機(jī)圖像的起重設(shè)備垂直度檢測(cè)方法,其特征在于：所述步驟3)中的圖像定標(biāo)采用人機(jī)交互，由人在圖像中劃水平線、垂直線并輸入其對(duì)應(yīng)的實(shí)際距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無人機(jī)圖像的起重設(shè)備垂直度檢測(cè)方法,其特征在于：所述步驟4)中的參考點(diǎn)的標(biāo)注采用人機(jī)交互，由人在圖像中劃水平線標(biāo)注支架左側(cè)支撐桿，程序自動(dòng)計(jì)算水平線中點(diǎn)作為參考點(diǎn)。

5.一種基于無人機(jī)圖像的起重設(shè)備垂直度檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于：所述的垂直度檢測(cè)系統(tǒng)包括無人機(jī)、飛控模塊和圖像處理模塊，其中：

所述的無人機(jī)用于拍攝起重設(shè)備的視頻及帶有配置信息的任務(wù)圖像集，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)斤w控模塊中；

所述的配置信息為無人機(jī)拍攝圖像時(shí)無人機(jī)的高精度位置信息、攝像頭的旋轉(zhuǎn)角度；

所述的任務(wù)圖像集包括起重設(shè)備支架底部圖像和起重設(shè)備支架頂部圖像；

所述的飛控模塊用于控制無人機(jī)的飛行，實(shí)時(shí)接收無人機(jī)傳輸回來的視頻流，以及存儲(chǔ)無人機(jī)拍攝的帶有配置信息的任務(wù)圖像集；

所述的圖像處理模塊集成了權(quán)利要求1步驟3)到步驟7)所述的起重設(shè)備垂直度計(jì)算方法，用于處理分析飛控模塊中存儲(chǔ)的帶有配置信息的任務(wù)圖像集，計(jì)算獲得起重設(shè)備的垂直度。