本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)架空輸電線路的快速發(fā)展，常規(guī)的人工巡檢方式已不能滿(mǎn)足架空輸電線路的巡檢要求，以無(wú)人機(jī)平臺(tái)為載體的巡檢方式應(yīng)運(yùn)而生。采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行線路巡檢時(shí)，常用的一種巡檢手段是搭載光電吊艙進(jìn)行可見(jiàn)光/紅外成像。目前市場(chǎng)上光電吊艙種類(lèi)繁多，吊艙內(nèi)部集成可見(jiàn)光攝像機(jī)、可見(jiàn)光相機(jī)和紅外熱像儀的一種或幾種，根據(jù)集成傳感器種類(lèi)的不同，可將光電吊艙分為單光吊艙、雙光吊艙和三光吊艙。隨著無(wú)人機(jī)掛載光電吊艙進(jìn)行架空輸電線路巡檢的大范圍推廣應(yīng)用以及吊艙技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的光電吊艙應(yīng)用于電網(wǎng)輸電線路巡檢中。由于光電吊艙性能參數(shù)差異較大，如何從眾多的產(chǎn)品中選擇最適用的光電吊艙，最大程度的滿(mǎn)足架空輸電線路巡檢需求已變的尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提出一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型方法及裝置，針對(duì)架空輸電線路巡檢任務(wù)的具體分析，確定光電吊艙需集成的光電傳感器類(lèi)型和光電傳感器的分辨率，基于光電傳感器的分辨率綜合考慮光電傳感器的指標(biāo)以及光電吊艙整體穩(wěn)定性要求來(lái)最終確定光電吊艙類(lèi)型，解決了無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)時(shí)選擇合適的光電吊艙來(lái)滿(mǎn)足巡檢要求和巡檢精度的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型方法，包括：

確定光電吊艙內(nèi)部設(shè)置的光電傳感器的類(lèi)型是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)；

針對(duì)適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)的光電吊艙內(nèi)部設(shè)置的光電傳感器，根據(jù)約翰遜法則，在不考慮目標(biāo)本質(zhì)和圖像缺陷的情況下，用目標(biāo)等效條紋的分辨力來(lái)確定所述光電傳感器的分辨率；

根據(jù)所述光電傳感器的分辨率與已知所述光電傳感器的識(shí)別距離之間的比值確定所述光電傳感器的指標(biāo)值，將所述光電傳感器的指標(biāo)值同所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述光電吊艙是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求；

如果所述光電吊艙適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求，則利用所述光電吊艙中的可見(jiàn)光攝像機(jī)的載荷參數(shù)計(jì)算獲得所述光電吊艙的第一穩(wěn)定性理論值，并根據(jù)無(wú)人機(jī)巡檢任務(wù)對(duì)定位精度的要求確定所述光電吊艙的第二穩(wěn)定性理論值，如果所述光電吊艙的穩(wěn)定性實(shí)際值均優(yōu)于所述第一穩(wěn)定性理論值、第二穩(wěn)定性理論值，則確定所述光電吊艙適用于無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光電吊艙的第一穩(wěn)定性理論值與所述光電吊艙中的可見(jiàn)光攝像機(jī)的載荷參數(shù)的關(guān)系表達(dá)式為：

其中，ΔX：圖像行方向的像素偏移數(shù)；ΔY：圖像列方向的像素偏移數(shù)；K_A：行方向單位角度內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，單位為/rad；K_A＝N_A/HFOV，N_A：每行包含的像素?cái)?shù)；HFOV：水平方向視場(chǎng)角；K_E：列方向單位角度內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，單位為/rad；K_E＝N_E/VFOV，N_E：每列包含的像素?cái)?shù)；VFOV：垂直方向視場(chǎng)角；X_t和Y_t：分別為可見(jiàn)光攝像機(jī)拍攝的視頻中每一幀圖像內(nèi)的像素點(diǎn)坐標(biāo)；ΔH和ΔP：瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度，單位為rad；ΔR′：和ΔR相等的純數(shù)字量，沒(méi)有單位；ΔR：瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度，單位為rad。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光電吊艙的第二穩(wěn)定性理論值與對(duì)應(yīng)地定位精度的關(guān)系表達(dá)式為：

式中，△α：吊艙俯仰穩(wěn)定精度，單位rad；△β：吊艙方位穩(wěn)定度，單位rad；△D：吊艙縱向定位精度，單位m；ΔD＝Htan(α+Δα)-Htanα；△C：吊艙橫向定位精度，單位m；H：對(duì)地高度，單位m；α：吊艙俯仰角度，單位rad；β：吊艙方位角度，單位rad。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述根據(jù)比較結(jié)果判斷所述光電吊艙是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求的步驟包括：

所述光電傳感器的指標(biāo)值小于等于所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值，則所述光電吊艙適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求；否則，則所述光電吊艙不適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求。

對(duì)應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型裝置，包括：

第一判定單元，用于確定光電吊艙內(nèi)部設(shè)置的光電傳感器的類(lèi)型是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)；

光電傳感器分辨率確定單元，用于針對(duì)適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)的光電吊艙內(nèi)部設(shè)置的光電傳感器，根據(jù)約翰遜法則，在不考慮目標(biāo)本質(zhì)和圖像缺陷的情況下，用目標(biāo)等效條紋的分辨力來(lái)確定所述光電傳感器的分辨率；

第二判定單元，用于根據(jù)所述光電傳感器的分辨率與已知所述光電傳感器的識(shí)別距離之間的比值確定所述光電傳感器的指標(biāo)值，將所述光電傳感器的指標(biāo)值同所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述光電吊艙是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求；

第三判定單元，用于如果所述光電吊艙適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求，則利用所述光電吊艙中的可見(jiàn)光攝像機(jī)的載荷參數(shù)計(jì)算獲得所述光電吊艙的第一穩(wěn)定性理論值，并根據(jù)無(wú)人機(jī)巡檢任務(wù)對(duì)定位精度的要求確定所述光電吊艙的第二穩(wěn)定性理論值，如果所述光電吊艙的穩(wěn)定性實(shí)際值均優(yōu)于所述第一穩(wěn)定性理論值、第二穩(wěn)定性理論值，則確定所述光電吊艙適用于無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第三判定單元中光電吊艙的第一穩(wěn)定性理論值與所述光電吊艙中的可見(jiàn)光攝像機(jī)的載荷參數(shù)的關(guān)系表達(dá)式為：

其中，ΔX：圖像行方向的像素偏移數(shù)；ΔY：圖像列方向的像素偏移數(shù)；K_A：行方向單位角度內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，單位為/rad；K_A＝N_A/HFOV，N_A：每行包含的像素?cái)?shù)；HFOV：水平方向視場(chǎng)角；K_E：列方向單位角度內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，單位為/rad；K_E＝N_E/VFOV，N_E：每列包含的像素?cái)?shù)；VFOV：垂直方向視場(chǎng)角；X_t和Y_t：分別為可見(jiàn)光攝像機(jī)拍攝的視頻中每一幀圖像內(nèi)的像素點(diǎn)坐標(biāo)；ΔH和ΔP：瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度，單位為rad；ΔR′：和ΔR相等的純數(shù)字量，沒(méi)有單位；ΔR：瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度，單位為rad。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第三判定單元中光電吊艙的第二穩(wěn)定性理論值與對(duì)應(yīng)地定位精度的關(guān)系表達(dá)式為：

式中，△α：吊艙俯仰穩(wěn)定精度，單位rad；△β：吊艙方位穩(wěn)定度，單位rad；△D：吊艙縱向定位精度，單位m；ΔD＝Htan(α+Δα)-Htanα；△C：吊艙橫向定位精度，單位m；H：對(duì)地高度，單位m；α：吊艙俯仰角度，單位rad；β：吊艙方位角度，單位rad。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第二判定單元對(duì)所述光電傳感器的指標(biāo)值同所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值進(jìn)行比較，如果所述光電傳感器的指標(biāo)值小于等于所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值，則所述光電吊艙適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求；否則，則所述光電吊艙不適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求。

上述技術(shù)方案具有如下有益效果：

(1)針對(duì)架空輸電線路巡檢時(shí)吊艙選型問(wèn)題，提出一種系統(tǒng)性的光電吊艙選型方法及裝置，從內(nèi)部傳感器載荷到光電吊艙整體性能進(jìn)行選型，避免單純考慮或過(guò)分強(qiáng)調(diào)光電吊艙單一指標(biāo)引起的選型不當(dāng)，可有效從眾多吊艙產(chǎn)品中選擇出最適合的吊艙產(chǎn)品，降低巡檢成本；

(2)從架空輸電線路巡檢業(yè)務(wù)需求出發(fā)，根據(jù)需求指導(dǎo)選型，而不僅僅是片面要求光電吊艙產(chǎn)品指標(biāo)的優(yōu)化；

(3)理論分析結(jié)合數(shù)學(xué)計(jì)算明確光電吊艙指標(biāo)要求，根據(jù)架空輸電線路巡檢業(yè)務(wù)對(duì)分辨率的要求，結(jié)合約翰遜法則提出對(duì)光電吊艙指標(biāo)的要求，解決傳統(tǒng)吊艙選型方法缺少理論分析和計(jì)算的問(wèn)題；

(4)強(qiáng)調(diào)光電吊艙整體穩(wěn)定性對(duì)巡檢效果的影響，并進(jìn)行量化分析，根據(jù)光電載荷指標(biāo)提出對(duì)整體穩(wěn)定性要求。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)施例提供的一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型方法流程圖；

圖2為本實(shí)施例涉及的光電吊艙中光電傳感器的光學(xué)幾何成像原理示意圖；

圖3為本實(shí)施例光電吊艙穩(wěn)定性與定位精度之間的關(guān)系示意圖；

圖4為本實(shí)施例提供的一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型裝置框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本領(lǐng)域技術(shù)技術(shù)人員知道，本發(fā)明的實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)為一種系統(tǒng)、裝置、設(shè)備、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本公開(kāi)可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即：完全的硬件、完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，或者硬件和軟件結(jié)合的形式。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出了一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型方法及裝置。

此外，附圖中的任何元素?cái)?shù)量均用于示例而非限制，以及任何命名都僅用于區(qū)分，而不具有任何限制含義。

下面參考本發(fā)明的若干代表性實(shí)施方式，詳細(xì)闡釋本發(fā)明的原理和精神。

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型方法流程圖。包括：

步驟101)：確定光電吊艙內(nèi)部設(shè)置的光電傳感器的類(lèi)型是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)；

在本實(shí)施例中，架空輸電線路主要由導(dǎo)線、架空地線和拉線、絕緣子、架空輸電線路金具、桿塔、桿塔基礎(chǔ)和接地裝置組成。無(wú)人機(jī)執(zhí)行架空輸電線路巡檢任務(wù)時(shí)，為判斷線路本體、附屬設(shè)施及通道環(huán)境是否正常，需對(duì)被巡查區(qū)域清晰成像和攝像，這種情況下，光電吊艙內(nèi)部需集成可見(jiàn)光相機(jī)、可見(jiàn)光攝像機(jī)。為判斷被巡查區(qū)域線路區(qū)段是否有異常高溫發(fā)熱點(diǎn)，并對(duì)異常高溫發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行紅外成像，這種情況下，光電吊艙內(nèi)部需集成紅外熱像儀。所以，根據(jù)不同的架空輸電線路巡檢任務(wù)的需求，可以選擇對(duì)應(yīng)的光電吊艙類(lèi)型。不同類(lèi)型的光電吊艙內(nèi)部集成可見(jiàn)光相機(jī)、可見(jiàn)光攝像機(jī)和紅外熱像儀等一種或多種光電傳感器，完成對(duì)應(yīng)地架空輸電線路巡檢任務(wù)。

步驟102)：針對(duì)適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)的光電吊艙內(nèi)部設(shè)置的光電傳感器，根據(jù)約翰遜法則，在不考慮目標(biāo)本質(zhì)和圖像缺陷的情況下，用目標(biāo)等效條紋的分辨力來(lái)確定所述光電傳感器的分辨率；

在本實(shí)施例中，架空輸電線路的巡視對(duì)象可分為線路本體、附屬設(shè)施和通道及電力保護(hù)區(qū)。由于掛載飛行平臺(tái)的不同，巡檢對(duì)象及分辨率要求也略有差異。根據(jù)約翰遜法則，在不考慮目標(biāo)本質(zhì)和圖像缺陷的情況下，用目標(biāo)等效條紋的分辨力來(lái)確定光電傳感器對(duì)目標(biāo)的識(shí)別能力，即光電傳感器的分辨率是通過(guò)4個(gè)像素點(diǎn)可識(shí)別一個(gè)目標(biāo)來(lái)確定。在電力巡線中，需檢測(cè)出各類(lèi)缺陷故障，此時(shí)，光電傳感器分辨率應(yīng)為巡檢對(duì)象分辨率要求的一半。實(shí)際運(yùn)用中，紅外熱像儀除考慮分辨能力外，還需考慮對(duì)溫度的敏感程度。

步驟103)：根據(jù)所述光電傳感器的分辨率與已知所述光電傳感器的識(shí)別距離之間的比值確定所述光電傳感器的指標(biāo)值，將所述光電傳感器的指標(biāo)值同所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述光電吊艙是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求；

光電吊艙內(nèi)部集成光電傳感器，光電傳感器成像依據(jù)光學(xué)幾何成像原理，如圖2所示。光電傳感器分辨率與其指標(biāo)之間存在如下關(guān)系：

式中，f表示光電傳感器焦距；d表示像元尺寸；L表示識(shí)別距離；D表示光電傳感器分辨率。

在已知識(shí)別距離L和光電傳感器分辨率D要求的情況下，可得出已知識(shí)別距離L和光電傳感器分辨率D之間的比例關(guān)系代入公式(1)，若滿(mǎn)足可判斷光電吊艙滿(mǎn)足要求。即：所述光電傳感器的指標(biāo)值小于等于所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值，則所述光電吊艙適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求；否則，則所述光電吊艙不適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求。

步驟104)：如果所述光電吊艙適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求，則利用所述光電吊艙中的可見(jiàn)光攝像機(jī)的載荷參數(shù)計(jì)算獲得所述光電吊艙的第一穩(wěn)定性理論值，并根據(jù)無(wú)人機(jī)巡檢任務(wù)對(duì)定位精度的要求確定所述光電吊艙的第二穩(wěn)定性理論值，如果所述光電吊艙的穩(wěn)定性實(shí)際值均優(yōu)于所述第一穩(wěn)定性理論值、第二穩(wěn)定性理論值，則確定所述光電吊艙適用于無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路。

在本步驟中，所述光電吊艙的第一穩(wěn)定性理論值與所述光電吊艙中的可見(jiàn)光攝像機(jī)的載荷參數(shù)的關(guān)系表達(dá)式為：

其中，ΔX：圖像行方向的像素偏移數(shù)；ΔY：圖像列方向的像素偏移數(shù)；K_A：行方向單位角度內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，單位為/rad；K_A＝N_A/HFOV，N_A：每行包含的像素?cái)?shù)；HFOV：水平方向視場(chǎng)角；K_E：列方向單位角度內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，單位為/rad；K_E＝N_E/VFOV，N_E：每列包含的像素?cái)?shù)；VFOV：垂直方向視場(chǎng)角；X_t和Y_t：分別為可見(jiàn)光攝像機(jī)拍攝的視頻中每一幀圖像內(nèi)的像素點(diǎn)坐標(biāo)；ΔH和ΔP：瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度，單位為rad；ΔR′：和ΔR相等的純數(shù)字量，沒(méi)有單位；ΔR：瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度，單位為rad。

在考慮對(duì)目標(biāo)定位的情況下，如圖3所示，所述光電吊艙的第二穩(wěn)定性理論值與對(duì)應(yīng)地定位精度的關(guān)系表達(dá)式為：

式中，△α：吊艙俯仰穩(wěn)定精度，單位rad；△β：吊艙方位穩(wěn)定度，單位rad；△D：吊艙縱向定位精度，單位m；ΔD＝Htan(α+Δα)-Htanα；△C：吊艙橫向定位精度，單位m；H：對(duì)地高度，單位m；α：吊艙俯仰角度，單位rad；β：吊艙方位角度，單位rad。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一般計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤(pán)、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)光電吊艙選型裝置框圖。包括：

第一判定單元401，用于確定光電吊艙內(nèi)部設(shè)置的光電傳感器的類(lèi)型是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)；

光電傳感器分辨率確定單元402，用于針對(duì)適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)的光電吊艙內(nèi)部設(shè)置的光電傳感器，根據(jù)約翰遜法則，在不考慮目標(biāo)本質(zhì)和圖像缺陷的情況下，用目標(biāo)等效條紋的分辨力來(lái)確定所述光電傳感器的分辨率；

第二判定單元403，用于根據(jù)所述光電傳感器的分辨率與已知所述光電傳感器的識(shí)別距離之間的比值確定所述光電傳感器的指標(biāo)值，將所述光電傳感器的指標(biāo)值同所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述光電吊艙是否適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求；

具體地，所述第二判定單元403對(duì)所述光電傳感器的指標(biāo)值與所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值進(jìn)行比較，如果所述光電傳感器的指標(biāo)值小于等于所述光電傳感器的焦距與像元尺寸之間的比值，則所述光電吊艙適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求；否則，則所述光電吊艙不適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求。

第三判定單元404，用于如果所述光電吊艙適合無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路任務(wù)要求，則利用所述光電吊艙中的可見(jiàn)光攝像機(jī)的載荷參數(shù)計(jì)算獲得所述光電吊艙的第一穩(wěn)定性理論值，并根據(jù)無(wú)人機(jī)巡檢任務(wù)對(duì)定位精度的要求確定所述光電吊艙的第二穩(wěn)定性理論值，如果所述光電吊艙的穩(wěn)定性實(shí)際值均優(yōu)于所述第一穩(wěn)定性理論值、第二穩(wěn)定性理論值，則確定所述光電吊艙適用于無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路。

具體地，所述第三判定單元404中光電吊艙的第一穩(wěn)定性理論值與所述光電吊艙中的可見(jiàn)光攝像機(jī)的載荷參數(shù)的關(guān)系表達(dá)式為：

其中，ΔX：圖像行方向的像素偏移數(shù)；ΔY：圖像列方向的像素偏移數(shù)；K_A：行方向單位角度內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，單位為/rad；K_A＝N_A/HFOV，N_A：每行包含的像素?cái)?shù)；HFOV：水平方向視場(chǎng)角；K_E：列方向單位角度內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，單位為/rad；K_E＝N_E/VFOV，N_E：每列包含的像素?cái)?shù)；VFOV：垂直方向視場(chǎng)角；X_t和Y_t：分別為可見(jiàn)光攝像機(jī)拍攝的視頻中每一幀圖像內(nèi)的像素點(diǎn)坐標(biāo)；ΔH和ΔP：瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度，單位為rad；ΔR′：和ΔR相等的純數(shù)字量，沒(méi)有單位；ΔR：瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度，單位為rad。

具體地，所述第三判定單元404中光電吊艙的第二穩(wěn)定性理論值與對(duì)應(yīng)地定位精度的關(guān)系表達(dá)式為：

式中，△α：吊艙俯仰穩(wěn)定精度，單位rad；△β：吊艙方位穩(wěn)定度，單位rad；△D：吊艙縱向定位精度，單位m；ΔD＝H tan(α+Δα)-H tanα；△C：吊艙橫向定位精度，單位m；H：對(duì)地高度，單位m；α：吊艙俯仰角度，單位rad；β：吊艙方位角度，單位rad。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實(shí)施例列出的各種功能是通過(guò)硬件還是軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實(shí)現(xiàn)所述的功能，但這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)的范圍。

此外，盡管在上文詳細(xì)描述中提及了裝置的若干單元，但是這種劃分僅僅并非強(qiáng)制性的。實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，上文描述的兩個(gè)或更多單元的特征和功能可以在一個(gè)單元中具體化。同樣，上文描述的一個(gè)單元的特征和功能也可以進(jìn)一步劃分為由多個(gè)單元來(lái)具體化。

實(shí)施例

為了能夠更加直觀的描述本發(fā)明的特點(diǎn)和工作原理，下文將結(jié)合一個(gè)實(shí)際運(yùn)用場(chǎng)景來(lái)描述。

以無(wú)人機(jī)進(jìn)行架空輸電線路巡檢為例，業(yè)務(wù)需求是進(jìn)行精細(xì)化巡檢和火源定位。有兩款吊艙可供選擇，光電吊艙A可見(jiàn)光載荷的焦距為35mm，像元尺寸為6.25μm，可見(jiàn)光攝像機(jī)視場(chǎng)角為45°×36°，視頻畫(huà)面分辨率為1920×1080，整體穩(wěn)定性≤5×10^-4rad；光電吊艙B可見(jiàn)光載荷的焦距為50mm，像元尺寸為7.48μm，可見(jiàn)光攝像機(jī)視場(chǎng)角為45°×36°，視頻畫(huà)面分辨率為1920×1080，整體穩(wěn)定性≤1×10^-3rad。由于參數(shù)較多，很難直接通過(guò)指標(biāo)進(jìn)行選擇。

傳統(tǒng)的吊艙選型注重對(duì)分辨率的要求。在進(jìn)行精細(xì)化巡檢時(shí)，要求能夠識(shí)別cm級(jí)銷(xiāo)釘目標(biāo)，要求光電吊艙分辨率不大于5×10^-4m。執(zhí)行精細(xì)化巡檢時(shí)，無(wú)人機(jī)位于輸電線路右上方70m處，此時(shí)光電吊艙A的焦距與像元尺寸之間的比值為5600，光電吊艙B的焦距與像元尺寸之間的比值為6184，兩個(gè)光電吊艙均符合的條件，分辨率滿(mǎn)足要求，而且由于光電吊艙B的分辨率更高，傳統(tǒng)的選型方法得出的結(jié)論是光電吊艙B更適合架空輸電線路巡檢。

采用本方法進(jìn)行選型時(shí)，進(jìn)一步考慮光電吊艙整體穩(wěn)定性對(duì)巡檢效果的影響。首先分析第一穩(wěn)定性要求，在三軸瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定精度一致的情況下，光電吊艙A的第一穩(wěn)定性要求為不大于1.675×10^-3rad，光電吊艙B的第一穩(wěn)定性要求為不大于1.745×10^-3rad，兩個(gè)光電吊艙均滿(mǎn)足第一穩(wěn)定性要求，圖像抖動(dòng)滿(mǎn)足要求。在不考慮無(wú)人機(jī)抖動(dòng)對(duì)定位精度的影響時(shí)，火源定位精度與光電吊艙的對(duì)地高度、姿態(tài)角和穩(wěn)定性有關(guān)。在對(duì)地高度2000m，方位角和俯仰角均為60°，定位精度不大于10m的情況下，對(duì)光電吊艙的第二穩(wěn)定性要求為俯仰角穩(wěn)定性?xún)?yōu)于1.25×10^-3rad，方位角穩(wěn)定性?xún)?yōu)于6.2×10^-4rad。顯然，光電吊艙B不滿(mǎn)足定位精度的要求。

通過(guò)本方法最終選擇光電吊艙A進(jìn)行架空輸電線路巡檢，不僅分辨率滿(mǎn)足巡檢要求，而且滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求，可綜合考慮多方面因素實(shí)現(xiàn)光電吊艙的最優(yōu)選擇。

以上具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。