CN111372044B - 一种采空区输电线路巡视系统、方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采空区输电线路巡视系统、方法和装置,通过设置的服务器,控制安装在第一杆塔上的第一相机采集第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制安装在第二杆塔上的第二相机采集第一杆塔的第一图像和第二图像,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像;然后服务器根据获取到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,无需人工参与,通过服务器控制杆塔上安装的相机采集到的另一杆塔的第一图像和第二图像,就可以对另一杆塔的倾斜情况进行巡视,大大提高了输电线路杆塔的巡视效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,具体而言,涉及一种采空区输电线路巡视系统、方法和装置。
背景技术
目前,地下矿产被采出后留下的空间称为采空区。输电线路是地面广域分布的超大规模系统,是保证电能传输的主要设备,是满足人民美好生活需要的用电来源。绵延分布的输电线路不可避免的受到采空区地质灾害影响。加强巡视与测量是保证采空区输电线路安全运行的有效措施之一。
通常情况下,会人工巡检采空区输电线路,保证采空区输电线路安全运行。但人工巡检过程时间长、效率低。
发明内容
为解决上述问题,本发明实施例的目的在于提供一种采空区输电线路巡视系统、方法和装置。
第一方面,本发明实施例提供了一种采空区输电线路巡视系统,包括:服务器、第一杆塔、第二杆塔、第一相机、以及第二相机;
所述第一杆塔与所述第二杆塔间隔设置,所述第一相机安装在第一杆塔的杆塔顶部中心位置,所述第二相机安装在第二杆塔的杆塔顶部中心位置;
所述第一相机,在所述服务器的控制下采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并将采集到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像发送到服务器;其中,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像;
所述第二相机,在所述服务器的控制下采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像,并将采集到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像发送到服务器;
所述服务器,用于控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况。
第二方面,本发明实施例还提供了一种采空区输电线路巡视方法,包括:
在所述第一相机安装到所述第一杆塔后,服务器建立相机坐标系,并将所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心重合时所述第一相机的旋转角度设置为0度,其中,所述相机坐标系,以杆塔顶部中心位置为坐标系原点o、横线方向经过坐标系原点o的直线为x轴、顺线方向经过坐标系原点o的直线为y轴、经过坐标系原点o且垂直于xoy平面的直线为z轴;
控制所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,并记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第一未倾斜巡视角度;
控制所述第一相机的镜头中心分别与所述第二杆塔中各条杆塔腿部与基础的固定位置重合,并分别记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的各条杆塔腿部与基础的固定位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第二未倾斜巡视角度;
控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况。
第二方面,本发明实施例还提供了一种采空区输电线路巡视装置,包括:
初始化模块,用于在所述第一相机安装到所述第一杆塔后,建立相机坐标系,并将所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心重合时所述第一相机的旋转角度设置为0度,其中,所述相机坐标系,以杆塔顶部中心位置为坐标系原点o、横线方向经过坐标系原点o的直线为x轴、顺线方向经过坐标系原点o的直线为y轴、经过坐标系原点o且垂直于xoy平面的直线为z轴;
第一控制模块,用于控制所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,并记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第一未倾斜巡视角度;
第二控制模块,用于控制所述第一相机的镜头中心分别与所述第二杆塔中各条杆塔腿部与基础的固定位置重合,并分别记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的各条杆塔腿部与基础的固定位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第二未倾斜巡视角度;
第三控制模块,用于控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况。
本发明实施例上述第一方面至第三方面提供的方案中,通过设置的服务器,控制安装在第一杆塔上的第一相机采集第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制安装在第二杆塔上的第二相机采集第一杆塔的第一图像和第二图像,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像;然后服务器根据获取到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,与相关技术中人工巡检采空区输电线路的方式相比,无需人工参与,通过服务器控制杆塔上安装的相机采集到的另一杆塔的第一图像和第二图像,就可以对另一杆塔的倾斜情况进行巡视,节约了巡视所花费的人力和时间,大大提高了输电线路杆塔的巡视效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例1所提供的一种采空区输电线路巡视系统中,第一杆塔和第二杆塔的结构正视图;
图2示出了本发明实施例1所提供的一种采空区输电线路巡视系统中,第一杆塔和第二杆塔的结构侧视图;
图3示出了本发明实施例1所提供的一种采空区输电线路巡视系统中,第一相机在第一杆塔上的安装位置或者第二相机在第二杆塔上的安装位置的示意图;
图4示出了本发明实施例1所提供的一种采空区输电线路巡视系统中,采空区输电线路巡视系统使用的相机坐标系的示意图;
图5示出了本发明实施例1所提供的一种采空区输电线路巡视系统中,第二杆塔在横线方向发生倾斜时,相机坐标系下,在xoy平面内对所述第一相机进行旋转后得到第一相机在xoy平面内的旋转角度的示意图;
图6示出了本发明实施例1所提供的一种采空区输电线路巡视系统中,第二杆塔在顺线方向发生倾斜时,相机坐标系下,在yoz平面内对所述第一相机进行旋转后得到第一相机在yoz平面内的旋转角度的示意图;
图7示出了本发明实施例1所提供的一种采空区输电线路巡视系统中,第二杆塔中腿部标识g2对应的杆塔腿部发生不均匀沉降时,相机坐标系下,在yoz平面内对所述第一相机进行旋转后使得所述腿部标识g2对应杆塔腿部和基础的固定位置与第一相机的镜头中心重合后,得到第一相机在yoz平面内的第四垂直方向角度的示意图;
图8示出了本发明实施例2所提供的采空区输电线路巡视方法的流程图;
图9示出了本发明实施例3所提供的一种采空区输电线路巡视装置的结构示意图。
具体实施方式
目前,地下矿产被采出后留下的空间称为采空区。输电线路是地面广域分布的超大规模系统,是保证电能传输的主要设备,是满足人民美好生活需要的用电来源。绵延分布的输电线路不可避免的受到采空区地质灾害影响。加强巡视与测量是保证采空区输电线路安全运行的有效措施之一。通常情况下,会人工巡检采空区输电线路,保证采空区输电线路安全运行。但人工巡检过程时间长、效率低。
基于此,本申请实施例提出一种采空区输电线路巡视系统、方法和装置,通过设置的服务器,控制安装在第一杆塔上的第一相机采集第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制安装在第二杆塔上的第二相机采集第一杆塔的第一图像和第二图像,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像;然后服务器根据获取到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,从而通过服务器控制杆塔上安装的相机采集到的另一杆塔的第一图像和第二图像,就可以对另一杆塔的倾斜情况进行巡视,节约了巡视所花费的人力和时间。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提出一种采空区输电线路巡视系统,包括:服务器、第一杆塔、第二杆塔、第一相机、以及第二相机。
参见图1所示的第一杆塔和第二杆塔的结构正视图和图2所示的第一杆塔和第二杆塔的结构侧视图,第一杆塔和第二杆塔结构相同,分别包括:头部、身部和腿部三部分;如图1所示,第一杆塔和第二杆塔分别设置有地线横担1、地线2、绝缘子串3、导线横担4、导线5以及四条杆塔腿部与基础的固定位置g1、g2、g3以及g4。其中,g1、g2、g3以及g4顺时针设置,所以在图1所示的第一杆塔和第二杆塔的结构正视图中,g2在g1后面与g1重合,g3在g4后面与g4重合。
在一个实施方式中,图2中的A表示第一杆塔,B表示第二杆塔。
所述第一杆塔与所述第二杆塔间隔设置,所述第一相机安装在第一杆塔的杆塔顶部中心位置,所述第二相机安装在第二杆塔的杆塔顶部中心位置。
在一个实施方式中,第一杆塔和第二杆塔的间隔距离可以是200米到1000米之间的任何间隔长度。如图3所示的所述第一相机在第一杆塔上的安装位置或者第二相机在第二杆塔上的安装位置的示意图,所述C位置,就是图3中示出的相机安装位置,即杆塔顶部中心位置。
所述第一相机,在所述服务器的控制下采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并将采集到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像发送到服务器;其中,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是杆塔腿部图像。
所述第二相机,在所述服务器的控制下采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像,并将采集到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像发送到服务器。
其中,所述杆塔腿部图像,包括:第一杆塔所有四条杆塔腿部或者第二杆塔所有四条杆塔腿部分别与基础的固定位置的图像。
所述第一相机和所述第二相机可以采用相同的图像采集设备。
在一个实现方式中,所述第一相机和所述第二相机可以采用360度全景相机。
所述服务器,用于控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况。
通过以下内容,对服务器控制第一相机对第二杆塔进行倾斜巡视的过程进行说明:
在控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像之前,所述服务器还需要具体执行以下步骤(1)至步骤(3):
(1)在所述第一相机安装到所述第一杆塔后,建立相机坐标系,其中,所述相机坐标系,以杆塔顶部中心位置为坐标系原点o、横线方向经过坐标系原点o的直线为x轴、顺线方向经过坐标系原点o的直线为y轴、经过坐标系原点o且垂直于xoy平面的直线为z轴;
(2)控制所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,并记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第一未倾斜巡视角度;
(3)控制所述第一相机的镜头中心分别与所述第二杆塔中各条杆塔腿部与基础的固定位置重合,并分别记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的各条杆塔腿部与基础的固定位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第二未倾斜巡视角度。
在上述步骤(1)中,如图4所示的采空区输电线路巡视系统使用的相机坐标系的示意图,所述相机坐标系采用空间直角坐标系。
这里,当所述第一相机的镜头朝向方向与所述第一杆塔的顺线方向相同时,所述第一相机拍摄第二杆塔时的水平方向角度和垂直方向角度均为0。
所述水平方向角度,是指所述第一相机在xoy平面内的旋转角度。
所述垂直方向角度,是指所述第一相机在yoz平面内的旋转角度。
在上述步骤(2)中,所述第一相机的镜头中心,可以是第一相机所拍摄图像区域的几何中心,所以,所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合是指,所述第一相机所拍摄图像区域的几何中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合。
所述第一未倾斜巡视角度,缓存在服务器中,用于表示所述第二杆塔未发生倾斜情况下,第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合时,第一相机所旋转的角度。
所述第一未倾斜巡视角度,包括:xoy平面内的第一水平方向角度和yoz平面内的第一垂直方向角度。
在上述步骤(3)中,所述第二未倾斜巡视角度,用于表示所述第二杆塔未发生倾斜情况下,第一相机的镜头中心分别与所述第二杆塔中各条杆塔腿部与基础的固定位置重合时,第一相机所旋转的角度。
第一相机得到的各杆塔腿部的第二未倾斜巡视角度,可以以杆塔腿部标识与相应第二未倾斜巡视角度对应关系的方式存储在服务器中。
所述第二未倾斜巡视角度,包括:xoy平面内的第三水平方向角度和yoz平面内的第三垂直方向角度。
在一个实施方式中,杆塔腿部标识与第二未倾斜巡视角度的对应关系可以如下表示:
g1(δ1,δ2)
g2(η1,η2)
g3(ε1,ε2)
g4(ζ1,ζ2)
其中,g2(η1,η2),用于表示未发生不均匀沉降时,所述第二杆塔中杆塔腿部标识g2的杆塔腿部与基础的固定位置与第一相机的镜头中心重合时,第一相机得到的第二未倾斜巡视角度。其中,η1表示未发生不均匀沉降时,第二杆塔的杆塔腿部标识g2对应的第二未倾斜巡视角度中xoy平面内的第三水平方向角度,η2表示未发生不均匀沉降时,第二杆塔的杆塔腿部标识g2对应的第二未倾斜巡视角度中yoz平面内的第三垂直方向角度。
而g1(δ1,δ2)、g3(ε1,ε2)、以及g4(ζ1,ζ2)的含义与上述描述的g1(δ1,δ2)的含义类似,这里不再一一赘述。
在通过以上步骤(1)至步骤(3),对第一相机和第二相机初始化完毕后,可以用于控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况。
具体地,所述第一未倾斜巡视角度,包括:xoy平面内的第一水平方向角度;所述倾斜情况,包括:横线方向发生倾斜。
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第一图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括以下具体步骤(1)至步骤(5):
(1)控制所述第一相机在第一未倾斜巡视角度下采集所述第二杆塔的第一图像;
(2)当根据所述第一相机采集的第一图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置两侧的任意一侧时,确定所述第二杆塔在横线方向发生倾斜,从第一未倾斜巡视角度中获取第一水平方向角度;
(3)在xoy平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置正上方,获取旋转后所述第一相机的第二水平方向角度;
(4)基于所述第一水平方向角度和所述第二水平方向角度,确定所述第一相机在xoy平面内的旋转角度;
(5)获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,并基于所述第一相机在xoy平面内的旋转角度、第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,对相机坐标系下所述第二杆塔在横线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算。
在上述步骤(1)中,控制所述第一相机在第一未倾斜巡视角度下采集所述第二杆塔的第一图像,如果所述第一相机在旋转第一未倾斜巡视角度后拍摄的第一图像指示第一相机的镜头中心仍然位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置,那么说明第二杆塔未发生横线方向倾斜和顺线方向倾斜。
参见图5所示的第二杆塔在横线方向发生倾斜时,相机坐标系下,在xoy平面内对所述第一相机进行旋转后得到第一相机在xoy平面内的旋转角度的示意图,对上述步骤(2)至步骤(4)的内容进行图示说明。
在上述步骤(4)中,所述第一相机在xoy平面内的旋转角度=第二水平方向角度-第一水平方向角度。
在一个实施方式中,如图5所示,第一水平方向角度是0,所以,可以将所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置正上方时旋转的第二水平方向角度确定为所述第一相机在xoy平面内的旋转角度。
在上述步骤(5)中,可以通过以下公式对相机坐标系下所述第二杆塔在横线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算:
S1=l*tanγ
其中,α1表示相机坐标系下横线方向所述第二杆塔的倾斜角度,S1表示相机坐标系下所述第二杆塔在横线方向的倾斜距离,l表示第一杆塔和第二杆塔之间的距离,γ表示第一相机在xoy平面内的旋转角度,H表示第二杆塔的高度。
第一杆塔和第二杆塔之间的距离l和第二杆塔的高度H均存储在上述服务器中。
可选地,所述第一未倾斜巡视角度,包括:yoz平面内的第一垂直方向角度;所述倾斜情况,还包括:顺线方向发生倾斜。
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第一图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括以下步骤(1)至步骤(5):
(1)控制所述第一相机在第一未倾斜巡视角度下采集所述第二杆塔的第一图像;
(2)当根据所述第二杆塔的第一图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置上方或者下方时,确定所述第二杆塔在顺线方向发生倾斜,从所述第一未倾斜巡视角度中获取第一垂直方向角度;
(3)在yoz平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,获取旋转后所述第一相机的第二垂直方向角度;
(4)基于所述第一垂直方向角度和所述第二垂直方向角度,确定所述第一相机在yoz平面内的旋转角度;
(5)获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,并基于所述第一相机在yoz平面内的旋转角度、第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,对相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算。
参见图6所示的第二杆塔在顺线方向发生倾斜时,相机坐标系下,在yoz平面内对所述第一相机进行旋转后得到第一相机在yoz平面内的旋转角度的示意图,对上述步骤(2)至步骤(4)的内容进行图示说明。
在上述步骤(4)中,所述第一相机在yoz平面内的旋转角度=第二垂直方向角度-第一垂直方向角度。
在一个实施方式中,如图6所示,第一垂直方向角度是0,所以,可以将在yoz平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合后得到的第二垂直方向角度确定为所述第一相机在yoz平面内的旋转角度。
在上述步骤(5)中,可以通过以下公式对相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算:
其中,α2表示相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜角度,S2表示相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜距离,l表示第一杆塔和第二杆塔之间的距离,β表示第一相机在yoz平面内的旋转角度,H表示第二杆塔的高度。
可选地,所述第二未倾斜巡视角度,包括:第二杆塔的杆塔腿部与基础的固定位置在yoz平面内与所述第一相机的镜头中心分别重合时的第三垂直方向角度;所述倾斜情况,还包括:不均匀沉降。
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括以下步骤(1)至步骤(6):
(1)根据所述第二杆塔的第二图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心上方时,确定所述第二杆塔发生不均匀沉降;
(2)当第二杆塔存在未确定沉降值的杆塔腿部时,基于未确定沉降值的杆塔腿部的腿部标识,从所述腿部标识与第二未倾斜巡视角的对应关系中获取到所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角;
(3)控制所述第一相机在所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角下采集所述第二杆塔中所述腿部标识对应杆塔腿部的图像;
(4)当根据所述腿部标识对应杆塔腿部的图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述腿部标识对应杆塔腿部上方时,确定所述腿部标识对应杆塔腿部发生沉降,从所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角中获取第一相机巡视所述腿部标识对应杆塔腿部时的第三垂直方向角度;
(5)在yoz平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合,并获取旋转后所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合时的第四垂直方向角度;
(6)获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离,并基于所述第三垂直方向角度、所述第四垂直方向角度以及第一杆塔和第二杆塔之间的距离,对所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值进行计算。
在上述步骤(1)中,所述第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心,是服务器采用现有的任何图像识别算法对所述第二图像进行图像处理后,得到所述第二杆塔的四条杆塔腿部和基础的固定位置的轮廓图,并从所述轮廓图中识别出来的,具体过程是现有技术,这里不再赘述。
参见图7所示的第二杆塔中腿部标识g2对应的杆塔腿部发生不均匀沉降时,相机坐标系下,在yoz平面内对所述第一相机进行旋转后使得所述腿部标识g2对应杆塔腿部和基础的固定位置与第一相机的镜头中心重合后,得到第一相机在yoz平面内的第四垂直方向角度的示意图,对上述步骤(3)至步骤(5)的内容进行图示说明。
在上述步骤(6)中,可以通过以下公式对所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值进行计算:
d=l*(tanη4-tanη2)
其中,d表示所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值,η2表示未发生不均匀沉降时,杆塔腿部标识对应杆塔腿部的第二未倾斜巡视角度中yoz平面内的第三垂直方向角度,η4表示发生均匀沉降时,旋转后所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合时yoz平面内的第四垂直方向角度,l表示第一杆塔和第二杆塔之间的距离。
当第二杆塔中腿部标识g2对应的杆塔腿部发生不均匀沉降时,上述公式可以变形为d2=l*(tanη4-tanη2),其中,d2表示第二杆塔中腿部标识g2对应的杆塔腿部发生不均匀沉降的沉降值,此时,η4表示发生均匀沉降时,旋转后所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识g2对应杆塔腿部和基础的固定位置重合时的第四垂直方向角度。
由于第一杆塔和第二杆塔结构相同,且第一相机和第二相机也是相同的图像采集设备。所以,通过第二相机对第一杆塔进行倾斜巡视的过程与本实施例中上述通过第一相机对第二杆塔进行倾斜巡视的过程类似,这里不再赘述。
综上所述,本实施例提出的采空区输电线路巡视系统,通过设置的服务器,控制安装在第一杆塔上的第一相机采集第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制安装在第二杆塔上的第二相机采集第一杆塔的第一图像和第二图像,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像;然后服务器根据获取到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,与相关技术中人工巡检采空区输电线路的方式相比,无需人工参与,通过服务器控制杆塔上安装的相机采集到的另一杆塔的第一图像和第二图像,就可以对另一杆塔的倾斜情况进行巡视,节约了巡视所花费的人力和时间,大大提高了输电线路杆塔的巡视效率。
实施例2
本实施例提出一种采空区输电线路巡视方法,执行主体是上述实施例1中的服务器,用于实现上述实施例1中服务器实现的功能。
参见图8所示的一种采空区输电线路巡视方法的结构示意图,本实施例提出一种采空区输电线路巡视方法,包括以下具体步骤:
步骤800、在所述第一相机安装到所述第一杆塔后,服务器建立相机坐标系,并将所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心重合时所述第一相机的旋转角度设置为0度。
其中,所述相机坐标系,以杆塔顶部中心位置为坐标系原点o、横线方向经过坐标系原点o的直线为x轴、顺线方向经过坐标系原点o的直线为y轴、经过坐标系原点o且垂直于xoy平面的直线为z轴。
步骤802、控制所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,并记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第一未倾斜巡视角度。
步骤804、控制所述第一相机的镜头中心分别与所述第二杆塔中各条杆塔腿部与基础的固定位置重合,并分别记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的各条杆塔腿部与基础的固定位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第二未倾斜巡视角度。
步骤806、控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况。
具体地,所述第一未倾斜巡视角度,包括:xoy平面内的第一水平方向角度;所述倾斜情况,包括:横线方向发生倾斜。
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第一图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括以下步骤:
控制所述第一相机在第一未倾斜巡视角度下采集所述第二杆塔的第一图像;
当根据所述第一相机采集的第一图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置两侧的任意一侧时,确定所述第二杆塔在横线方向发生倾斜,从第一未倾斜巡视角度中获取第一水平方向角度;
在xoy平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置正上方,获取旋转后所述第一相机的第二水平方向角度;
基于所述第一水平方向角度和所述第二水平方向角度,确定所述第一相机在xoy平面内的旋转角度;
获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,并基于所述第一相机在xoy平面内的旋转角度、第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,对相机坐标系下所述第二杆塔在横线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算。
其中,基于所述第一相机在xoy平面内的旋转角度、第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,对相机坐标系下所述第二杆塔在横线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算,包括:
通过以下公式对相机坐标系下所述第二杆塔在横线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算:
S1=l*tanγ
其中,α1表示相机坐标系下横线方向所述第二杆塔的倾斜角度,S1表示相机坐标系下所述第二杆塔在横线方向的倾斜距离,l表示第一杆塔和第二杆塔之间的距离,γ表示第一相机在xoy平面内的旋转角度,H表示第二杆塔的高度。
可选地,所述第一未倾斜巡视角度,包括:yoz平面内的第一垂直方向角度;所述倾斜情况,包括:顺线方向发生倾斜。
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第一图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括:
控制所述第一相机在第一未倾斜巡视角度下采集所述第二杆塔的第一图像;
当根据所述第二杆塔的第一图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置上方或者下方时,确定所述第二杆塔在顺线方向发生倾斜,从所述第一未倾斜巡视角度中获取第一垂直方向角度;
在yoz平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,获取旋转后所述第一相机的第二垂直方向角度;
基于所述第一垂直方向角度和所述第二垂直方向角度,确定所述第一相机在yoz平面内的旋转角度;
获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,并基于所述第一相机在yoz平面内的旋转角度、第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,对相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算。
其中,基于所述第一相机在yoz平面内的旋转角度、第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,对相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算,包括:
通过以下公式对相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算:
其中,α2表示相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜角度,S2表示相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜距离,l表示第一杆塔和第二杆塔之间的距离,β表示第一相机在yoz平面内的旋转角度,H表示第二杆塔的高度。
可选地,所述第二未倾斜巡视角度,包括:第二杆塔的杆塔腿部与基础的固定位置在yoz平面内与所述第一相机的镜头中心分别重合时的第三垂直方向角度;所述倾斜情况,包括:不均匀沉降。
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括:
根据所述第二杆塔的第二图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心上方时,确定所述第二杆塔发生不均匀沉降;
当第二杆塔存在未确定沉降值的杆塔腿部时,基于未确定沉降值的杆塔腿部的腿部标识,从所述腿部标识与第二未倾斜巡视角的对应关系中获取到所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角;
控制所述第一相机在所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角下采集所述第二杆塔中所述腿部标识对应杆塔腿部的图像;
当根据所述腿部标识对应杆塔腿部的图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述腿部标识对应杆塔腿部上方时,确定所述腿部标识对应杆塔腿部发生沉降,从所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角中获取第一相机巡视所述腿部标识对应杆塔腿部时的第三垂直方向角度;
在yoz平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合,并获取旋转后所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合时的第四垂直方向角度;
获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离,并基于所述第三垂直方向角度、所述第四垂直方向角度以及第一杆塔和第二杆塔之间的距离,对所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值进行计算。
其中,基于所述第三垂直方向角度、所述第四垂直方向角度以及第一杆塔和第二杆塔之间的距离,包括:
通过以下公式对所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值进行计算:
d=l*(tanη4-tanη2)
其中,d表示所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值,η2表示未发生不均匀沉降时,杆塔腿部标识对应杆塔腿部的第二未倾斜巡视角度中yoz平面内的第三垂直方向角度,η4表示发生均匀沉降时,旋转后所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合时yoz平面内的第四垂直方向角度,l表示第一杆塔和第二杆塔之间的距离。
以上流程的更细化的描述内容请参考实施例1中服务器实现的功能的内容,这里不再赘述。
综上所述,本实施例提出的采空区输电线路巡视方法,通过设置的服务器,控制安装在第一杆塔上的第一相机采集第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制安装在第二杆塔上的第二相机采集第一杆塔的第一图像和第二图像,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像;然后服务器根据获取到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,与相关技术中人工巡检采空区输电线路的方式相比,无需人工参与,通过服务器控制杆塔上安装的相机采集到的另一杆塔的第一图像和第二图像,就可以对另一杆塔的倾斜情况进行巡视,节约了巡视所花费的人力和时间,大大提高了输电线路杆塔的巡视效率。
实施例3
本实施例提出一种采空区输电线路巡视装置,用于执行上述实施2提出的采空区输电线路巡视方法。
参见图9所示的一种采空区输电线路巡视装置的结构示意图,本实施例提出一种采空区输电线路巡视装置,包括:
初始化模块900,用于在所述第一相机安装到所述第一杆塔后,建立相机坐标系,并将所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心重合时所述第一相机的旋转角度设置为0度,其中,所述相机坐标系,以杆塔顶部中心位置为坐标系原点o、横线方向经过坐标系原点o的直线为x轴、顺线方向经过坐标系原点o的直线为y轴、经过坐标系原点o且垂直于xoy平面的直线为z轴;
第一控制模块902,用于控制所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,并记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第一未倾斜巡视角度;
第二控制模块904,用于控制所述第一相机的镜头中心分别与所述第二杆塔中各条杆塔腿部与基础的固定位置重合,并分别记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的各条杆塔腿部与基础的固定位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第二未倾斜巡视角度;
第三控制模块906,用于控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况。
综上所述,本实施例提出的采空区输电线路巡视装置,通过设置的服务器,控制安装在第一杆塔上的第一相机采集第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制安装在第二杆塔上的第二相机采集第一杆塔的第一图像和第二图像,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像;然后服务器根据获取到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,与相关技术中人工巡检采空区输电线路的方式相比,无需人工参与,通过服务器控制杆塔上安装的相机采集到的另一杆塔的第一图像和第二图像,就可以对另一杆塔的倾斜情况进行巡视,节约了巡视所花费的人力和时间,大大提高了输电线路杆塔的巡视效率。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种采空区输电线路巡视系统,其特征在于,包括:服务器、第一杆塔、第二杆塔、第一相机、以及第二相机;
所述第一杆塔与所述第二杆塔间隔设置,所述第一相机安装在第一杆塔的杆塔顶部中心位置,所述第二相机安装在第二杆塔的杆塔顶部中心位置;
所述第一相机,在所述服务器的控制下采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并将采集到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像发送到服务器;其中,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像;
所述第二相机,在所述服务器的控制下采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像,并将采集到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像发送到服务器;
所述服务器,用于在所述第一相机安装到所述第一杆塔后,建立相机坐标系,其中,所述相机坐标系,以杆塔顶部中心位置为坐标系原点o、横线方向经过坐标系原点o的直线为x轴、顺线方向经过坐标系原点o的直线为y轴、经过坐标系原点o且垂直于xoy平面的直线为z轴;
控制所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,并记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第一未倾斜巡视角度;
控制所述第一相机的镜头中心分别与所述第二杆塔中各条杆塔腿部与基础的固定位置重合,并分别记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的各条杆塔腿部与基础的固定位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第二未倾斜巡视角度;
控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制所述第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况。
2.根据权利要求1所述的采空区输电线路巡视系统,其特征在于,所述第一未倾斜巡视角度,包括:xoy平面内的第一水平方向角度;所述倾斜情况,包括:横线方向发生倾斜;
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第一图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括:
控制所述第一相机在第一未倾斜巡视角度下采集所述第二杆塔的第一图像;
当根据所述第一相机采集的第一图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置两侧的任意一侧时,确定所述第二杆塔在横线方向发生倾斜,从第一未倾斜巡视角度中获取第一水平方向角度;
在xoy平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置正上方,获取旋转后所述第一相机的第二水平方向角度;
基于所述第一水平方向角度和所述第二水平方向角度,确定所述第一相机在xoy平面内的旋转角度;
获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,并基于所述第一相机在xoy平面内的旋转角度、第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,对相机坐标系下所述第二杆塔在横线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算。
4.根据权利要求1所述的采空区输电线路巡视系统,其特征在于,所述第一未倾斜巡视角度,包括:yoz平面内的第一垂直方向角度;所述倾斜情况,包括:顺线方向发生倾斜;
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第一图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括:
控制所述第一相机在第一未倾斜巡视角度下采集所述第二杆塔的第一图像;
当根据所述第二杆塔的第一图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置上方或者下方时,确定所述第二杆塔在顺线方向发生倾斜,从所述第一未倾斜巡视角度中获取第一垂直方向角度;
在yoz平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,获取旋转后所述第一相机的第二垂直方向角度;
基于所述第一垂直方向角度和所述第二垂直方向角度,确定所述第一相机在yoz平面内的旋转角度;
获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,并基于所述第一相机在yoz平面内的旋转角度、第一杆塔和第二杆塔之间的距离以及所述第二杆塔的高度,对相机坐标系下所述第二杆塔在顺线方向的倾斜角度和倾斜距离进行计算。
6.根据权利要求1所述的采空区输电线路巡视系统,其特征在于,所述第二未倾斜巡视角度,包括:第二杆塔的杆塔腿部与基础的固定位置在yoz平面内与所述第一相机的镜头中心分别重合时的第三垂直方向角度;所述倾斜情况,包括:不均匀沉降;
所述服务器,根据获取到的所述第二杆塔的第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,包括:
根据所述第二杆塔的第二图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心上方时,确定所述第二杆塔发生不均匀沉降;
当第二杆塔存在未确定沉降值的杆塔腿部时,基于未确定沉降值的杆塔腿部的腿部标识,从所述腿部标识与第二未倾斜巡视角的对应关系中获取到所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角;
控制所述第一相机在所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角下采集所述第二杆塔中所述腿部标识对应杆塔腿部的图像;
当根据所述腿部标识对应杆塔腿部的图像确定所述第一相机的镜头中心位于所述腿部标识对应杆塔腿部上方时,确定所述腿部标识对应杆塔腿部发生沉降,从所述腿部标识对应的第二未倾斜巡视角中获取第一相机巡视所述腿部标识对应杆塔腿部时的第三垂直方向角度;
在yoz平面内对所述第一相机进行旋转,使得旋转后的所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合,并获取旋转后所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合时的第四垂直方向角度;
获取第一杆塔和第二杆塔之间的距离,并基于所述第三垂直方向角度、所述第四垂直方向角度以及第一杆塔和第二杆塔之间的距离,对所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值进行计算。
7.根据权利要求6所述的采空区输电线路巡视系统,其特征在于,基于所述第三垂直方向角度、所述第四垂直方向角度以及第一杆塔和第二杆塔之间的距离,包括:
通过以下公式对所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值进行计算:
d=l*(tanη4-tanη2)
其中,d表示所述腿部标识对应杆塔腿部的沉降值,η2表示未发生不均匀沉降时,杆塔腿部标识对应杆塔腿部的第二未倾斜巡视角度中yoz平面内的第三垂直方向角度,η4表示发生均匀沉降时,旋转后所述第一相机的镜头中心与所述腿部标识对应杆塔腿部和基础的固定位置重合时yoz平面内的第四垂直方向角度,l表示第一杆塔和第二杆塔之间的距离。
8.一种采空区输电线路巡视方法,其特征在于,包括:
在第一相机安装到第一杆塔后,服务器建立相机坐标系,并将所述第一相机的镜头中心与第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心重合时所述第一相机的旋转角度设置为0度,其中,所述相机坐标系,以杆塔顶部中心位置为坐标系原点o、横线方向经过坐标系原点o的直线为x轴、顺线方向经过坐标系原点o的直线为y轴、经过坐标系原点o且垂直于xoy平面的直线为z轴;
控制所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合,并记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的杆塔顶部中心位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第一未倾斜巡视角度;
控制所述第一相机的镜头中心分别与所述第二杆塔中各条杆塔腿部与基础的固定位置重合,并分别记录所述第一相机的镜头中心与所述第二杆塔的各条杆塔腿部与基础的固定位置重合时相机坐标系下所述第一相机的第二未倾斜巡视角度;
控制所述第一相机采集所述第二杆塔的第一图像和第二图像,并控制第二相机采集所述第一杆塔的第一图像和第二图像;根据接收到的所述第二杆塔的第一图像和第二图像确定所述第二杆塔的倾斜情况,根据接收到的所述第一杆塔的第一图像和第二图像确定所述第一杆塔的倾斜情况;其中,所述第一图像是杆塔顶部中心位置的图像,所述第二图像是各杆塔腿部图像。
9.一种采空区输电线路巡视装置,其特征在于,包括:
初始化模块,用于在第一相机安装到第一杆塔后,建立相机坐标系,并将所述第一相机的镜头中心与第二杆塔的杆塔腿部连线组成的矩形的几何中心重合时所述第一相机的旋转角度设置为0度,其中,所述相机坐标系,以杆塔顶部中心位置为坐标系原点o、横线方向经过坐标系原点o的直线为x轴、顺线方向经过坐标系原点o的直线为y轴、经过坐标系原点o且垂直于xoy平面的直线为z轴;
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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