[發明專利]一種基于先驗信息的桿塔異常自動化檢測方法

在審

• 申請號: 201911037929.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110706230A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 尚方;王孝余;劉生;李丹丹;王瑩瑩;王金玉;李奇;姚越
• 申請（專利權）人: 國網黑龍江省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00;G06T7/70
• 代理公司: 23109 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 張利明

1.一種基于先驗信息的桿塔異常自動化檢測方法，其特征在于，該自動化檢測方法通過以下步驟實現的：

步驟一、對標準的桿塔三維建模，利用建模后的三維模型在二維圖像上任意投影，得到標準的桿塔二維投影；

步驟二、將步驟一得到的標準的桿塔二維投影分解為若干個標準直線段，并獲取每個標準直線段的位置、長度和方向；

步驟三、通過攝像機拍攝桿塔，并利用攝像機的內參數矩陣以及攝像機相對于桿塔的位姿，計算出桿塔在圖像上的投影；

步驟四、將步驟三得到的桿塔在圖像上的投影分解為若干個待檢測直線段，并獲取每個待檢測直線段的位置、長度和方向；

步驟五、將步驟四中得到的待檢測直線段的位置、長度和方向與步驟二中得到的標準直線段的位置、長度和方向相匹配，匹配出與待檢測直線段的位置、長度和方向分別相同或相近的標準直線段，并對匹配出的標準直線段重新組合成標準的桿塔圖像；

步驟六、將步驟五得到的標準的桿塔圖像與步驟三中攝像機拍攝得到的圖像進行對比，完成桿塔異常的自動化檢測。

2.根據權利要求1所述的一種基于先驗信息的桿塔異常自動化檢測方法，其特征在于，步驟一中桿塔三維建模，的具體方法為：利用積木模型的三維重建方法構造三維模型；

所述積木模型的三維重建方法為利用桿塔的施工圖紙構造出標準桿塔基本部件的三維模型，然后通過積木累加的方式來搭建出標準的桿塔三維模型；

所述標準桿塔基本部件為桿塔標準直線段。

3.根據權利要求2所述的一種基于先驗信息的桿塔異常自動化檢測方法，其特征在于，步驟一中利用建模后的三維模型在二維圖像上任意投影，得到標準的桿塔二維投影的具體方法包括以下步驟：

步驟一一、將三維模型放在笛卡爾坐標系中；其中，笛卡爾坐標系包括水平面上的x軸、在水平面上與x軸垂直的y軸以及垂直于水平面的z軸；

步驟一二、隨意選取三維模型的桿塔標準直線段上的一點，將該點分別經過以逆時針為正向相對于x軸、y軸以及z軸的旋轉θ；并依次得出該點沿x軸、y軸以及z軸的旋轉矩陣；

其中，R_x(θ)為該點經過以逆時針為正向相對于x軸旋轉θ角度后的旋轉矩陣，R_y(θ)為該點經過以逆時針為正向相對于y軸旋轉θ角度后的旋轉矩陣，R_z(θ)為該點經過以逆時針為正向相對于z軸旋轉θ角度后的旋轉矩陣；

步驟一三、根據步驟一二中的公式(1)、公式(2)和公式(3)得出三維模型上某點按照沿著x、y、z軸順序旋轉到新位置的通用公式(4)；

其中，T_x為三維模型上某點的x軸坐標，T_y為三維模型上某點的y軸坐標，T_z為三維模型上某點的z軸坐標，T'_x某點旋轉到新位置的x軸坐標，T'_y某點旋轉到新位置的y軸坐標，T'_z某點旋轉到新位置的z軸坐標；

步驟一四、根據每個在笛卡爾坐標系下的點，經過公式(1)～(4)的旋轉和平移變換，得到標準的桿塔二維投影。

4.根據權利要求3所述的一種基于先驗信息的桿塔異常自動化檢測方法，其特征在于，步驟二所述的將步驟一得到的標準的桿塔二維投影分解為若干個標準直線段，并獲取每個標準直線段的位置、長度和方向的具體方法為：采用最小顯著性差異法對標準直線段進行提取，并獲取每個標準直線段的位置、長度和方向。