專利名稱：一種輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種目標結(jié)構(gòu)參數(shù)量測方法，尤其是涉及一種輸變電設備外絕緣防污參數(shù)測量方法。
背景技術(shù)：
定期開展輸變電設備外絕緣污穢度測量、外絕緣配置參數(shù)校核等是電力系統(tǒng)輸變電設備防污閃工作的重要內(nèi)容，工作中經(jīng)常需要計算校核輸變電設備外絕緣的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 由于輸變電設備外絕緣種類繁多，不同廠家外形千差萬別，還經(jīng)常遇到設備帶電無法測量輸變電設備外絕緣結(jié)構(gòu)參數(shù)，或者找不到廠家資料的情況，給計算校核輸變電設備外絕緣的結(jié)構(gòu)參數(shù)是否滿足防污閃要求，及確定輸變電設備外絕緣選型是否滿足運行要求帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的設備帶電無法測量輸變電設備外絕緣結(jié)構(gòu)參數(shù)，或現(xiàn)有方法人工用保險絲附著在輸變電設備表面量測其結(jié)構(gòu)參數(shù)精度不能滿足需要的問題。本發(fā)明提供了一種可以在不接觸物體的情況下獲取輸變電設備的影像，利用攝影測量和計算機視覺原理實現(xiàn)輸變電設備外絕緣防污參數(shù)量測的方法。本發(fā)明輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法包括以下步驟步驟1，激光發(fā)射器發(fā)射激光條到量測目標(輸變電設備)，立體相機多角度采集量測目標(輸變電設備)立體影像；
步驟2，利用雙像攝影測量方法和輸變電設備旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)特性，由獲得的輸變電設備立體影像計算其主軸；
步驟3，利用結(jié)構(gòu)光三角測量法，由輸變電設備旋轉(zhuǎn)多立體影像上光條特征實現(xiàn)輸變電設備輪廓參數(shù)和防污參數(shù)量測。在上述輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法中，所述的步驟2中，計算輸變電設備主軸的具體步驟如下
步驟2. 1，利用立體影像外絕緣設備的邊緣特征及其旋轉(zhuǎn)對稱特性計算測量對象的中軸線；
步驟2. 2，提取絕緣子影像的左邊緣特征，將其軸對稱到影像右邊緣，利用邊緣特征匹配精化絕緣子主軸。在上述輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法中，所述的步驟3中，計算輸變電設備的輪廓參數(shù)的具體步驟如下
步驟3. 1，提取絕緣子影像上激光光條中心位置，利用結(jié)構(gòu)光三角法測量原理計算輸變電設備外輪廓參數(shù)；
步驟3. 2，多視量測的輸變電設備外輪廓在斷面內(nèi)實現(xiàn)拼接，在輸變電設備剖面圖上完成其幾何參數(shù)和防污參數(shù)的量測。
在上述的輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法中，所述的步驟3. 2中，首先將由多對立體影像量測的外輪廓線段投影到斷面內(nèi)；然后在斷面內(nèi)利用二維仿射變換實現(xiàn)多段拼接，最后在斷面圖上計算絕緣子幾何參數(shù)和防污參數(shù)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.可以在不接觸物體的情況下獲取輸變電設備的影像，實現(xiàn)輸變電設備三維結(jié)構(gòu)的重建和量測；2.改變現(xiàn)行人工保險絲量測方法，極大提高了輸變電設備外絕緣參數(shù)量測的準確度和精度。


圖1為本發(fā)明的工作流程圖。圖2(a)是輸變電設備外輪廓切線。圖2(b)是包含輸變電設備主軸的平面。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例
輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法，包括以下步驟
步驟1，激光器發(fā)射線光條到輸變電設備，立體相機連續(xù)旋轉(zhuǎn)獲取輸變電設備沿主軸方向多立體影像對。步驟2，利用立體影像外絕緣設備的邊緣特征及其旋轉(zhuǎn)對稱特性計算測量對象的中軸線，具體步驟如下
步驟2. 1，首先分別由立體影像上輸變電設備邊緣切線和相機中心構(gòu)成的面相交得到絕緣子物方邊緣切線如圖2(a)，按照式一，式二計算物方切線
up, Vp，Wp和uq, vq, Wq為像點在坐標系Sl-XYZ中的坐標，pq和mn為影像上同名絕緣子旋轉(zhuǎn)體外輪廓切線，物方絕緣子旋轉(zhuǎn)體外輪廓切線MN為Saii和S2n與平面Slpq的交點； 直線S2m的方程為
將式二帶入式一得到點M的物方坐標，同理得到點N的物方坐標；
步驟2. 2，然后求兩條邊緣切線和相機中心形成平面的角平分面，該面為包含絕緣子主軸的平面，一個立體影像得到兩個包含主軸的平面，其交線為所要求的主軸，如圖 2(b)。 步驟3，利用結(jié)構(gòu)光立體視覺原理和輸變電設備旋轉(zhuǎn)對稱特性針對上述旋轉(zhuǎn)多立體影像計算絕緣子的輪廓參數(shù)，計算絕緣子的輪廓參數(shù)的具體步驟如下
步驟3. 1，首先采用自適應寬度的拋物線極值法擬合影像上光條中心位置，根據(jù)結(jié)構(gòu)光三角法測量原理，計算光條物方坐標，即將獲得的絕緣子激光條影像，采用最小二乘拋物線擬合提取光條中心位置，拋物線的擬合方程為 Zi = a0 +H1Xi式三；
其中xi，zi分別為像素的列坐標和灰度值，a1; a2, a3為拋物線擬合系數(shù)，拋物線頂點對應像素的列坐標為光條中心位置；
步驟3. 2，根據(jù)旋轉(zhuǎn)體對稱性，由主軸和外輪廓重建絕緣子三維幾何結(jié)構(gòu)。步驟3. 3，多視量測的外絕緣設備外輪廓在斷面內(nèi)實現(xiàn)拼接，在輸變電設備剖面圖上完成絕緣子幾何參數(shù)和防污參數(shù)的量測，首先將由多對立體影像量測的外輪廓線段投影到斷面內(nèi)；然后在斷面內(nèi)利用二維仿射變換實現(xiàn)多段拼接，最后在斷面圖上計算絕緣子幾何參數(shù)和防污參數(shù)。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，線激光條投射到量測目標，計算機控制立體相機沿輸變電設備主軸方向多角度采集立體影像，形成輸變電設備旋轉(zhuǎn)多立體影像；步驟2，利用雙像攝影測量方法和輸變電設備沿主軸旋轉(zhuǎn)特性，由旋轉(zhuǎn)多立體影像計算輸變電設備主軸；步驟3，利用結(jié)構(gòu)光立體視覺原理和輸變電設備旋轉(zhuǎn)對稱特性針對上述旋轉(zhuǎn)多立體影像計算輸變電設備的輪廓參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法，其特征在于，所述的步驟2中，計算輸變電設備主軸的具體步驟如下步驟2. 1，利用立體影像輸變電設備的邊緣切線及其旋轉(zhuǎn)對稱特性計算測量對象的中軸線；步驟2. 2，提取絕緣子影像的左邊緣特征，將其軸對稱到影像右邊緣，利用邊緣特征匹配精化絕緣子主軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法，其特征在于，所述步驟3中，計算輸變電設備外輪廓的具體步驟如下步驟3. 1，提取絕緣子影像上激光光條中心位置，利用結(jié)構(gòu)光三角法測量原理和旋轉(zhuǎn)對稱特性計算絕緣子外輪廓參數(shù)；步驟3. 2，多視量測的外絕緣設備外輪廓在斷面內(nèi)實現(xiàn)拼接，在絕緣子剖面圖上完成絕緣子幾何參數(shù)和防污參數(shù)的量測。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法，其特征在于，所述的步驟3.2中，首先將由多對立體影像量測的外輪廓線段投影到斷面內(nèi)；然后在斷面內(nèi)利用二維仿射變換實現(xiàn)多段拼接，最后在斷面圖上計算輸變電設備幾何參數(shù)和防污參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輸變電設備外絕緣防污參數(shù)測量方法。本發(fā)明公開了一種輸變電設備外絕緣防污參數(shù)攝影測量方法。整個方法包括1)向輸變電設備投射線激光，立體相機旋轉(zhuǎn)采集輸變電設備多立體影像，2)基于多立體影像對的輸變電設備防污參數(shù)計算機輔助測量方法。本發(fā)明提出基于攝影測量和計算機視覺原理的輸變電設備外絕緣防污參數(shù)測量方法，可以在不接觸物體的情況下獲取輸變電設備帶激光條的影像，采用光學的三角法測量視覺原理,實現(xiàn)輸變電設備結(jié)構(gòu)參數(shù)的重建和量測。
文檔編號G01B11/24GK102506825SQ201110330908
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者劉亞文, 唐敏, 季錚, 徐軒, 段紹輝, 江健武, 王偉堅, 王建國, 趙靈, 鐘建靈 申請人:廣東電網(wǎng)公司深圳供電局試驗研究所, 武漢大學