CN102506825A - 一种输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输变电设备外绝缘防污参数测量方法。本发明公开了一种输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法。整个方法包括：1）向输变电设备投射线激光，立体相机旋转采集输变电设备多立体影像，2）基于多立体影像对的输变电设备防污参数计算机辅助测量方法。本发明提出基于摄影测量和计算机视觉原理的输变电设备外绝缘防污参数测量方法，可以在不接触物体的情况下获取输变电设备带激光条的影像，采用光学的三角法测量视觉原理,实现输变电设备结构参数的重建和量测。

Description

一种输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法
技术领域
本发明涉及一种目标结构参数量测方法，尤其是涉及一种输变电设备外绝缘防污参数测量方法。
背景技术
定期开展输变电设备外绝缘污秽度测量、外绝缘配置参数校核等是电力系统输变电设备防污闪工作的重要内容，工作中经常需要计算校核输变电设备外绝缘的结构参数。由于输变电设备外绝缘种类繁多，不同厂家外形千差万别，还经常遇到设备带电无法测量输变电设备外绝缘结构参数，或者找不到厂家资料的情况，给计算校核输变电设备外绝缘的结构参数是否满足防污闪要求，及确定输变电设备外绝缘选型是否满足运行要求带来困难。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的设备带电无法测量输变电设备外绝缘结构参数，或现有方法人工用保险丝附着在输变电设备表面量测其结构参数精度不能满足需要的问题。本发明提供了一种可以在不接触物体的情况下获取输变电设备的影像，利用摄影测量和计算机视觉原理实现输变电设备外绝缘防污参数量测的方法。
本发明输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法包括以下步骤：步骤1，激光发射器发射激光条到量测目标（输变电设备），立体相机多角度采集量测目标（输变电设备）立体影像；
步骤2，利用双像摄影测量方法和输变电设备旋转体结构特性，由获得的输变电设备立体影像计算其主轴；
步骤3，利用结构光三角测量法，由输变电设备旋转多立体影像上光条特征实现输变电设备轮廓参数和防污参数量测。
在上述输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法中，所述的步骤2中，计算输变电设备主轴的具体步骤如下：
步骤2.1，利用立体影像外绝缘设备的边缘特征及其旋转对称特性计算测量对象的中轴线；
步骤2.2，提取绝缘子影像的左边缘特征，将其轴对称到影像右边缘，利用边缘特征匹配精化绝缘子主轴。
在上述输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法中，所述的步骤3中，计算输变电设备的轮廓参数的具体步骤如下：
步骤3.1，提取绝缘子影像上激光光条中心位置，利用结构光三角法测量原理计算输变电设备外轮廓参数；
步骤3.2，多视量测的输变电设备外轮廓在断面内实现拼接，在输变电设备剖面图上完成其几何参数和防污参数的量测。
在上述的输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法中，所述的步骤3.2中，首先将由多对立体影像量测的外轮廓线段投影到断面内；然后在断面内利用二维仿射变换实现多段拼接，最后在断面图上计算绝缘子几何参数和防污参数。
本发明具有如下优点：1.可以在不接触物体的情况下获取输变电设备的影像，实现输变电设备三维结构的重建和量测；2.改变现行人工保险丝量测方法，极大提高了输变电设备外绝缘参数量测的准确度和精度。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
图2(a) 是输变电设备外轮廓切线。
图2(b) 是包含输变电设备主轴的平面。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法，包括以下步骤：
步骤1，激光器发射线光条到输变电设备，立体相机连续旋转获取输变电设备沿主轴方向多立体影像对。
步骤2，利用立体影像外绝缘设备的边缘特征及其旋转对称特性计算测量对象的中轴线，具体步骤如下：
步骤2.1，首先分别由立体影像上输变电设备边缘切线和相机中心构成的面相交得到绝缘子物方边缘切线如图2(a),按照式一,式二计算物方切线：
Figure 525311DEST_PATH_IMAGE001
                   式一；
u p ,v p  ,w p 和u q ,v q ,w q 为像点在坐标系S1-XYZ中的坐标，pq和mn为影像上同名绝缘子旋转体外轮廓切线，物方绝缘子旋转体外轮廓切线MN为S2m和S2n与平面S1pq的交点；
直线S2m的方程为：
                             式二；
将式二带入式一得到点M的物方坐标，同理得到点N的物方坐标；
  步骤2. 2，然后求两条边缘切线和相机中心形成平面的角平分面，该面为包含绝缘子主轴的平面，一个立体影像得到两个包含主轴的平面，其交线为所要求的主轴,如图2(b)。
步骤3，利用结构光立体视觉原理和输变电设备旋转对称特性针对上述旋转多立体影像计算绝缘子的轮廓参数，计算绝缘子的轮廓参数的具体步骤如下：
步骤3.1，首先采用自适应宽度的抛物线极值法拟合影像上光条中心位置，根据结构光三角法测量原理，计算光条物方坐标，即将获得的绝缘子激光条影像，采用最小二乘抛物线拟合提取光条中心位置，抛物线的拟合方程为：
Figure 255500DEST_PATH_IMAGE003
                  式三；
其中xi，zi分别为像素的列坐标和灰度值，a1,a2,a3为抛物线拟合系数，抛物线顶点对应像素的列坐标为光条中心位置；
步骤3.2，根据旋转体对称性，由主轴和外轮廓重建绝缘子三维几何结构。
步骤3.3，多视量测的外绝缘设备外轮廓在断面内实现拼接，在输变电设备剖面图上完成绝缘子几何参数和防污参数的量测,首先将由多对立体影像量测的外轮廓线段投影到断面内；然后在断面内利用二维仿射变换实现多段拼接，最后在断面图上计算绝缘子几何参数和防污参数。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1. 一种输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，线激光条投射到量测目标，计算机控制立体相机沿输变电设备主轴方向多角度采集立体影像，形成输变电设备旋转多立体影像；
步骤2，利用双像摄影测量方法和输变电设备沿主轴旋转特性，由旋转多立体影像计算输变电设备主轴；
步骤3，利用结构光立体视觉原理和输变电设备旋转对称特性针对上述旋转多立体影像计算输变电设备的轮廓参数。
2. 根据权利要求1所述的一种输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法，其特征在于，所述的步骤2中，计算输变电设备主轴的具体步骤如下：
步骤2.1，利用立体影像输变电设备的边缘切线及其旋转对称特性计算测量对象的中轴线；
步骤2.2，提取绝缘子影像的左边缘特征，将其轴对称到影像右边缘，利用边缘特征匹配精化绝缘子主轴。
3. 根据权利要求1所述的一种输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法，其特征在于，所述步骤3中，计算输变电设备外轮廓的具体步骤如下：
步骤3.1，提取绝缘子影像上激光光条中心位置，利用结构光三角法测量原理和旋转对称特性计算绝缘子外轮廓参数；
步骤3.2，多视量测的外绝缘设备外轮廓在断面内实现拼接，在绝缘子剖面图上完成绝缘子几何参数和防污参数的量测。
4. 根据权利要求3所述的一种输变电设备外绝缘防污参数摄影测量方法，其特征在于，所述的步骤3.2中，首先将由多对立体影像量测的外轮廓线段投影到断面内；然后在断面内利用二维仿射变换实现多段拼接，最后在断面图上计算输变电设备几何参数和防污参数。
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