[發(fā)明專利]基于SAR圖像的輸電線垂懸變化檢測方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110299858.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN112799066B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱茂;王松松;李吉平;葛春青;王大偉;周海兵;肖恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京東方至遠(yuǎn)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 北京中和立達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11756
• 代理人: 祝妍

1.一種基于SAR圖像的輸電線垂懸變化檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取輸電塔的空間位置信息和SAR衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)信息；

根據(jù)所述輸電塔的空間位置信息和SAR衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)信息，確定輸電塔在SAR圖像上的位置信息；

基于所述輸電塔在所述SAR圖像上的位置信息，建立輸電線范圍區(qū)域，并截取不同時(shí)刻輸電線范圍內(nèi)的目標(biāo)SAR圖像；

基于所述目標(biāo)SAR圖像識(shí)別所述輸電線的散射信號(hào)；

確定存在散射信號(hào)變化的目標(biāo)輸電線，并確定所述目標(biāo)輸電線的空間位置信息；

根據(jù)所述目標(biāo)輸電線的空間位置信息和散射信號(hào)變化確定所述目標(biāo)輸電線的垂懸變化信息；

根據(jù)所述目標(biāo)輸電線的空間位置信息和散射信號(hào)變化確定所述目標(biāo)輸電線的垂懸變化信息，包括：

采用以下公式，確定所述輸電線的散射信號(hào)在SAR圖像中可被檢測的兩個(gè)邊界位置與輸電線最低點(diǎn)位置之間的變化關(guān)系：

其中，y₁表示所述輸電線的散射信號(hào)在所述SAR圖像中可被檢測的第一邊界對(duì)應(yīng)的輸電線目標(biāo)空間位置，y₂表示所述輸電線的散射信號(hào)在所述SAR圖像中可被檢測的第二邊界對(duì)應(yīng)的輸電線目標(biāo)空間位置，z_Low表示所述輸電線最低點(diǎn)的高程，l表示所述輸電線的水平長度，k表示懸鏈線參數(shù)；

根據(jù)所述變化關(guān)系確定所述垂懸變化信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定存在散射信號(hào)變化的目標(biāo)輸電線，并確定所述目標(biāo)輸電線的空間位置信息包括：

根據(jù)所述目標(biāo)SAR圖像建立SAR幅度影像差異圖，檢測存在散射信號(hào)變化的目標(biāo)輸電線，并提取所述目標(biāo)輸電線的空間位置信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸電線的散射信號(hào)在SAR圖像中可被檢測的兩個(gè)邊界位置與輸電線最低點(diǎn)位置之間的變化關(guān)系的確定過程包括：

建立空間直角坐標(biāo)系，X軸指向正東方向，Y軸指向正北方向，Z軸指向天空方向；

將輸電線分割成長度相等的小圓柱體集合，則第i段圓柱體方向向量表示為:

設(shè)定輸電線走向沿Y軸方向，則圓柱體方向向量的微分表達(dá)形式為：

基于以下懸鏈線方程：

則有：

簡化為：

計(jì)算圓柱體方向向量與衛(wèi)星照射方向向量的夾角角度θ_s:

其中，設(shè)定圓柱體方向向量與衛(wèi)星照射方向向量分布在范圍[θ_1,θ₂]內(nèi)時(shí)，輸電線的散射信號(hào)在SAR圖像中可檢測；

令cosθ_s=cosθ₁時(shí)，構(gòu)建關(guān)于y₁、k的函數(shù)：

其中，y₁為θ₁條件下時(shí)，輸電線的散射信號(hào)在SAR圖像中可被檢測的邊界：

基于隱函數(shù)的求導(dǎo)公式，計(jì)算得到:

同理，當(dāng)令cosθ_s=cosθ₂時(shí)，計(jì)算得到：

對(duì)于輸電線而言，懸鏈線參數(shù)k的變化會(huì)引起輸電線最低點(diǎn)高度的變化；

定義輸電線最低點(diǎn)的高程為z_Low，當(dāng)輸電線的水平長度為l的條件下，z_Low的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

根據(jù)求導(dǎo)理論，計(jì)算得到：

最終，針對(duì)兩個(gè)邊界條件y1和y2，得到：

。