一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力檢測技術領域，尤其涉及一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法及系統。
【背景技術】
[0002]現有技術中，電力弧垂的測量方法主要有兩種:檔端角度法觀測弧垂和激光雷達量測，檔端角度法采用經瑋儀，利用幾何原理，由人工在電力塔上進行切線量測，計算出最低線位置和高度;激光雷達量測利用直升機搭載進行密集點云掃描和矢量提取工作，提取出電力弧垂的空間位置。上述兩種方式都具有比較明顯的缺點，檔端角度法觀測弧垂，人工檢測速度慢，效率低，只能測最低弧垂點，精度到米級，精度較差，往往出現誤判;激光雷達量測，設備昂貴，成本高，數據處理量大，效率較低，精度到厘米級。由此可知，上述兩種方式都無法兼顧測量的精度、成本和效率。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法及系統。
[0004]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0005]依據本發明的一個方面，提供了一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法，包括:
[0006]步驟1:根據待測區域內的桿塔位置標定兩條相互平行的飛行軌跡，并根據所述飛行軌跡選取外業控制點；
[0007]步驟2:控制無人機按照所述飛行軌跡飛行，同時拍照采集待測區域內電力弧垂的照片空間位置信息，以及每張照片對應的無人機拍照的空間位置和飛行姿態；
[0008]步驟3:根據所述外業控制點和照片空間位置信息創建待測區域內電力弧垂的空間立體像對；
[0009]步驟4:在所述空間立體像對內識別電力弧垂同名點，根據所述電力弧垂同名點所在的異步影像建立電力弧垂立體空間模型；
[0010]步驟5:根據所述電力弧垂立體空間模型判斷電力弧垂上的危險點，并自動導出檢測報告。
[0011]依據本發明的另一個方面，提供了一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測系統，包括標定選取模塊、主控制模塊、空間立體像對模塊、立體空間模型量測模塊和診斷模塊。
[0012]其中，所述標定選取模塊用于接收外部輸入的待測區域內桿塔位置，根據桿塔位置標定兩條相互平行的飛行軌跡，并根據所述飛行軌跡自動選取外業控制點；所述主控制模塊用于控制無人機按照所述飛行軌跡飛行，并控制無人機拍照采集待測區域內電力弧垂的照片空間位置信息，以及每張照片對應的無人機拍照的空間位置和飛行姿態;所述空間立體像對模塊用于根據所述外業控制點和照片空間位置信息恢復待測區域內電力弧垂的空間立體像對;所述立體空間模型量測模塊用于在所述空間立體像對內識別電力弧垂同名點，并根據所述電力弧垂同名點所在的異步影像建立電力弧垂的立體空間模型；所述診斷模塊用于根據所述電力弧垂立體空間模型判斷電力弧垂上的危險點，并自動導出檢測報生口 O
[0013]本發明的有益效果是:本發明的一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法及系統，采用無人機采集連續的航拍照片，利用攝影測量原理，在異航帶照片中構建識別的立體像隊序列，進行空間交會測量，從而完成整個線路的弧垂精確量測，獲取數據快，數據預處理時間短，采集效率高，單次可測繪距離較長，測量結果精確，并且作業人員安全，作業成本較低，非常適合電力行業檢測推廣使用。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法流程圖；
[0015]圖2為本發明的一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法原理圖；
[0016]圖3為本發明的一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0018]實施例一、一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法，下面將結合附圖1對本發明的一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法進行詳細描述。
[0019]如圖1所示，一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法流程圖，包括:
[0020]步驟1:根據待測區域內的桿塔位置標定兩條相互平行的飛行軌跡，并根據所述飛行軌跡選取外業控制點；
[0021]步驟2:控制無人機按照所述飛行軌跡飛行，同時拍照采集待測區域內電力弧垂的照片空間位置信息，以及每張照片對應的無人機拍照的空間位置和飛行姿態；
[0022]步驟3:根據所述外業控制點和照片空間位置信息創建待測區域內電力弧垂的空間立體像對；
[0023]步驟4:在所述空間立體像對內識別電力弧垂同名點，根據所述電力弧垂同名點所在的異步影像建立電力弧垂立體空間模型；
[0024]步驟5:根據所述電力弧垂立體空間模型判斷電力弧垂上的危險點，并自動導出檢測報告。
[0025]本實施例中，所述步驟I中，所述外業控制點的選取方式為:在待測區域內，在所述飛行軌跡兩側等間隔選取多對外業控制點。通過在所述飛行軌跡兩端標定構架航線，可以在所述飛行軌跡兩端起到高程控制點的作用，通過所述構架航線并結合外業控制點，可以糾正無人機拍攝時的坐標系統漂移誤差，在保證精度的機場上，盡量減少外業工作量。在實際中，我們也可在所述飛行軌跡兩端標定兩條與所述飛行軌跡垂直且相互平行的構架航線，并根據所述構架航線在所述飛行軌跡兩側等間隔選取多對外業控制點，這樣使得檢測精度更加準確。
[0026]如圖2所示，在實際中，標定飛行軌跡時，我們通常選取距離待測電力弧垂兩側約50米，距離地面約200-280米進行標定，如圖2中，兩側為無人機的飛行軌跡，根據所述飛行軌跡選取的無人機拍攝點POl、P02和P10、P20，中間的為待測電力弧垂，且在所述空間立體像對中識別出待測電力弧垂上的電力弧垂同名點LOl、L02、L03和L03，這樣一方面可以清晰的獲取待測電力弧垂的照片空間位置信息，并進行后續空間立體像對的恢復和電力弧垂立體空間模型的建立，另一方面也可以確保無人機不至于離待測電力弧垂太近而產生安全隱患，同時保證無人機與地面保持一定的高度，確保無人機飛行安全。
[0027]本實施例中，所述步驟I中，還根據待測區域內桿塔的平均間距設定拍照周期。無人機根據所述拍照周期在待測區域內對電力弧垂進行拍照，獲取其照片空間位置信息，以保證對待測的電力弧垂進行全覆蓋拍照，不會出現部分遺漏的情況，從而保證后續檢測結果準確無遺漏。
[0028]優選地，無人機獲取的電力弧垂的照片中，間隔一個拍照周期的相鄰兩張照片的航向重疊度及航帶間重疊度均保持在60%_80%。通過上述方式，可以在保證檢測結果清晰的情況下，又不會由于拍攝照片過于密集導致數據冗余，占用更多的存儲空間，同時加大了系統處理的數據量，影響系統運行的效率。
[0029]本實施例中，所述步驟3中，根據所述外業控制點和照片空間位置信息，結合無人機每次拍照時的空間位置和姿態，利用空間三角測量加密處理得到待測區域內電力弧垂的空間立體像對。通過對有限的外業控制點和照片空間位置信息進行加密，可以求得電力弧垂的高程和地面位置，有效解決了現有技術中通過人工的方式進行檢測的缺點，檢測效率較高，檢測結果較準確。
[0030]本實施例中，所述步驟4中，利用前向交會法，根據所述電力弧垂同名點所在異步影像建立電力弧垂立體空間模型。通過檢測待測電力弧垂兩側的電力弧垂同名點，并利用前向交會法可以求得對應的電力弧垂上點的空間坐標，針對不同的電力弧垂同名點重復上述步驟，即可建立電力弧垂立體空間模型。
[0031]本實施例中，所述步驟5中根據所述電力弧垂立體空間模型判斷電力弧垂上的危險點的具體實現為:根據所述電力弧垂立體空間模型自動讀取電力弧垂上每一點和與其垂直方向對應的地面之間的高度差，并將兩者的高度差與設定的高度差閾值比較，如果兩者的高度差小于設定的高度差閾值，則該點為危險點，并根據電力弧垂上危險點生成檢測報告。這里，需要指出的是，由于桿塔通常設置在野外丘陵地帶，地面凹凸不平，因此，不能按照通常檢測電力弧垂的最低點與地面之間的距離的方式進行檢測，而是需要對電力弧垂上的每一點和與其垂直方向對應的地面之間的高度差進行檢測，這樣方可確保電力弧垂上的危險點不被漏掉，使得檢測結果準確無遺漏。另外，在電力弧垂立體空間模型中，我們通過分別讀取電力弧垂上的每一點和與其垂直方向對應的地面之間的距離，并求得兩者的差值來計算兩者的高度差。
[0032]本發明的一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測方法，檢測效率較高，作業人員無需冒險作業，滿足了長距離測繪要求，單臺次循線30公里，單次可測繪8-10公里，且兩精度較高，高程精度在0.5米之內，可連續全線測量，作業誤差較小，平均誤差為0.15米，作業成本較低。
[0033]實施例二、一種基于異帶航拍影像的電力弧垂檢測系統，下面將結合附圖3對本發明的一種基于異帶航拍影像的電力