CN116071251A - 电力设备巡检方法、装置及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于电力设备巡检技术领域，提供了电力设备巡检方法、装置及终端设备，该方法包括：获取待检测电力设备的采集图像，以及采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，采集图像为多个不连续的帧图像；基于采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到所述采集图像相对于世界坐标系的旋转矩阵和世界坐标系中的平移矩阵；对采集图像进行平滑处理，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，特征点为待检测电力设备；基于旋转矩阵、平移矩阵和特征点的虚拟坐标，得到特征点的真实坐标，即得到待检测电力设备的真实坐标。本申请可以提高电力设备巡检的效率。
Description
技术领域
本申请属于电力设备巡检技术领域，尤其涉及电力设备巡检方法、装置及终端设备。
背景技术
变电设备是实现电力变压变流的基础设施，是保障安全稳定供电的关键。我国大部分的电力企业在设备巡检过程中存在的工作效率低下、劳动力消耗大、检测不到位及数据统计不完善等情况。目前，电力公司使用了AR增强现实技术辅助人工巡检，通过融合可穿戴等技术，集成巡检设备于移动端一体，提高巡检效率。
但是，在大量数据传输的情况下，AR增强现实的叠加与空间感知处理速度明显降低，影响变电设备的巡检效率。
发明内容
本申请实施例提供了电力设备巡检方法、装置及终端设备，以提高巡检效率。
本申请是通过如下技术方案实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种电力设备巡检方法，包括：
获取待检测电力设备的采集图像，以及采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，采集图像为多个不连续的帧图像；
基于采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到采集图像相对于世界坐标系的旋转矩阵和世界坐标系中的平移矩阵；
对采集图像进行平滑处理，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，特征点为待检测电力设备；
基于旋转矩阵、平移矩阵和特征点的虚拟坐标，得到特征点的真实坐标，即得到待检测电力设备的真实坐标。
结合第一方面，在一些可能的实现方式中，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，包括：
基于平滑处理后的采集图像，计算得到尺度空间；
基于尺度空间，得到多个第一特征点；
基于尺度空间、平移矩阵和旋转矩阵，得到中心第一特征点；
基于中心第一特征点和多个第一特征点，得到采集图像的特征点和采集图像的特征点的虚拟坐标。
结合第一方面，在一些可能的实现方式中，旋转矩阵通过以下公式计算得到：
其中，
为第i帧采集图像的旋转矩阵，Exp为李代数到李群的指数映射计算公式，Δt为相邻两帧图像之间的时间间隔，
为采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的角速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度偏差参数。
结合第一方面，在一些可能的实现方式中，采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的角速度通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度白高斯噪声。
结合第一方面，在一些可能的实现方式中，平移矩阵通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的加速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度偏差参数，gW为重力参数，
为采集第i帧采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度，
为第i帧采集图像的平移矩阵。
结合第一方面，在一些可能的实现方式中，采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的加速度通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度白高斯噪声，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度。
结合第一方面，在一些可能的实现方式中，特征点的虚拟坐标与真实坐标之间的关系为下式：
其中，(XW,YW,ZW,1)为特征点的真实坐标，(XC,YC,ZC,1)为特征点的虚拟坐标，(u,v)为特征点的在采集图像中的坐标，px为特征点在采集图像中水平方向上的平移量，py为特征点在采集图像中竖直方向上的平移量，fx为特征点在采集图像中水平方向上的焦距，fy为特征点在采集图像中竖直方向上的焦距，
为第i帧采集图像的旋转矩阵，
为第j帧采集图像的平移矩阵。
第二方面，本申请实施例提供了一种电力设备巡检装置，包括：
获取模块，用于获取待检测电力设备的采集图像，以及采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，采集图像为多个不连续的帧图像；
矩阵模块，用于基于采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到采集图像相对于世界坐标系的旋转矩阵和世界坐标系中的平移矩阵；
坐标模块，用于对采集图像进行平滑处理，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，特征点为待检测电力设备；
定位模块，用于基于旋转矩阵、平移矩阵和特征点的虚拟坐标，得到特征点的真实坐标，即得到待检测电力设备的真实坐标。
第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括：处理器和存储器，该存储器用于存储计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述的电力设备巡检方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的电力设备巡检方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的电力设备巡检方法。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本申请通过采集该图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到此时采集图像的旋转矩阵和平移矩阵，旋转矩阵和平移矩阵可以反映出此时采集该图片时的位置关系，然后通过该位置关系和采集图像的特征点的虚拟坐标可以得到该特征点的位置，利用旋转矩阵和平移矩阵去定位特征点的位置可以减少设备的计算量，加快数据处理速度，提高巡检效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的电力设备巡检方法的应用场景示意图；
图2是本申请一实施例提供的电力设备巡检方法的流程示意图；
图3是本申请一实施例提供的电力设备巡检装置的结构示意图；
图4是本申请一实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
变电设备是实现电力变压变流的基础设施，是保障安全稳定供电的关键。我国大部分的电力企业在设备巡检过程中存在的工作效率低下、劳动力消耗大、检测不到位及数据统计不完善等情况。目前，电力公司使用了AR增强现实技术辅助人工巡检，通过融合可穿戴等技术，集成巡检设备于移动端一体，提高巡检效率。
但是，在大量数据传输的情况下，AR增强现实的叠加与空间感知处理速度明显降低，影响变电设备的巡检效果。
基于上述问题，本申请实施例中的电力设备巡检方法，
举例说明，本申请实施例可以应用到如图1所示的示例性场景中。在该场景中，采集图像获取设备10获取待检测电力设备的采集图像，并将采集图像发送给电力设备巡检设备20，电力设备巡检设备20通过采集图像得到待检测电力设备真实坐标，便于工作人员进行维护和检修。
图2是本申请一实施例提供的电力设备巡检方法的流程示意性图，参照图2，对该电力设备巡检方法的详述如下：
步骤101，获取待检测电力设备的采集图像，以及采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度。
示例性的，采集图像通过增强现实设备(AR设备)的单目摄像机或者双目摄像机获取。
示例性的，采集图像为多个不连续的帧图像，两个相邻帧图像之间的时间间隔为1s。时间间隔的存在可以防止得到的多个不连续的帧图像之间差距过小无法计算结果。
具体的，AR设备首先通过单目摄像机或者双目摄像机获得一段视频，假设视频10s，30fps，在获得帧图像的时候每15帧跳过15帧，即10秒的视频可以得到10张不连续的帧图像。为了使图像的边缘更加锐利，可以读取视频中的30帧并计算拉普拉斯方差值，选择方差值大的将该30帧写入帧图像，方差值越大对应操作后的图像越锐利。
具体的，AR设备集成惯性测量单元IMU姿态传感模块，集成设计使得操作方便便于巡检设备精简，IMU通常包括三个单轴加速度计和三个单轴陀螺，可测量AR移动设备的三轴姿态角速度及加速度，并通过5G模块将加速度数据等和连续图像数据帧等传输至远程后台服务端。
步骤102，基于采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到采集图像相对于世界坐标系的旋转矩阵和世界坐标系中的平移矩阵。
示例性的，旋转矩阵通过以下公式计算得到：
其中，
为第i帧采集图像的旋转矩阵，Exp为李代数到李群的指数映射计算公式，Δt为相邻两帧图像之间的时间间隔，
为采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的角速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度偏差参数。
示例性的，采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的角速度通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度白高斯噪声。
示例性的，平移矩阵通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的加速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度偏差参数，gW为重力参数，
为采集第i帧采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度，
为第i帧采集图像的平移矩阵。
示例性的，采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的加速度通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度白高斯噪声，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度。
步骤103，对采集图像进行平滑处理，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，特征点为待检测电力设备。
示例性的，对采集图像进行平滑处理的过程为：
其中，M为图像的亮度，div代表散度计算，
代表梯度计算，c(x,y,t)为传导函数。
示例性的，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，包括：基于平滑处理后的采集图像，计算得到尺度空间；基于尺度空间，得到多个第一特征点；基于尺度空间、平移矩阵和旋转矩阵，得到中心第一特征点；基于中心第一特征点和多个第一特征点，得到采集图像的特征点和采集图像的特征点的虚拟坐标。
具体的，尺度空间通过以下公式计算得到：
Li+1＝Li(I+τA(Li))
其中，I为单位矩阵，A(Li)为图像在维度i上的矩阵，τ为时间步长，L为尺度空间。
具体的，在得到尺度空间之后，当一个点如果与周围八个点以及上下层尺度空间的十八个邻域点共26个邻域中的点相比是最大值或最小值，则该点是图像在该尺度空间下的一个特征点，即第一特征点。
之后计算每一个第一特征点的梯度的模值和梯度的方向，梯度的模值通过以下公式计算得到：
其中，m(x,y)为(x,y)处梯度的模值，梯度的方向通过以下公式计算得到：θ(x,y)＝arctan{[L(x,y+1)-L(x,y-1)]/[L(x+1,y)-L(x-1,y)]}，其中，θ(x,y)为(x,y)处梯度的方向。
每个特征点准确的梯度值和方向后，通过这些数据生成特征描述符(描述子)，该描述符具有64维或128维的特征，以中心第一特征点Xj为中心的局部区域搜索剩余的第一特征点，然后匹配出正确的第一特征点作为采集图像的特征点，即基于中心第一特征点和多个第一特征点，最后得到采集图像的特征点。这样做的好处是以中心第一特征点Xj为中心的局部区域搜索缩小了搜索范围，减少匹配迭代次数，最终可以提高匹配效率。
中心第一特征点Xj(xj,yj,zj)的坐标通过以下公式计算得到：
其中，Xi(xi,yi,zi)为中心第一特征点Xj在前一帧的坐标，
为旋转矩阵，
为平移矩阵。
步骤104，基于旋转矩阵、平移矩阵和特征点的虚拟坐标，得到特征点的真实坐标，即得到待检测电力设备的真实坐标。
示例性的，特征点的虚拟坐标与真实坐标之间的关系为下式：
其中，(XW,YW,ZW,1)为特征点的真实坐标，(XC,YC,ZC,1)为特征点的虚拟坐标，(u,v)为特征点的在采集图像中的坐标，px为特征点在采集图像中水平方向上的平移量，py为特征点在采集图像中竖直方向上的平移量，fx为特征点在采集图像中水平方向上的焦距，fy为特征点在采集图像中竖直方向上的焦距，
为第i帧采集图像的旋转矩阵，
为第j帧采集图像的平移矩阵。
具体的，在真实世界坐标系下，特征点在采集图像中的坐标为(u,v)，且平移量分别为px和py，对应方向焦距为fx和fy，特征点的齐次坐标为(XC,YC,ZC,1)，则满足：
具体的，在某些具体实施例中，采用3Ds MAX对AR虚拟对象进行建模，结合电力设备的国家标准和规范文件等先验知识确定建模参数，结合真实场景中的常见要素设定人工场景构建要素，模拟出逼真度较高的虚拟3D虚拟文字、设备等模型。根据搭载5G终端的AR移动设备采集图像，将图像信源编码加密后，移动设备通过基站接入无线接入网，通过5G网络将数据发送到有MEC基础设施的BSC/RNC边缘云设备，再将信号传递给核心网，其中核心网内部的网元通过IP承载网来承载。承载网将图像信息传递到服务器端的接入网，服务器端获取信道传递的图像信息进行解密，信源译码后获得连续帧图片。在计算出真实坐标与虚拟坐标之后将虚拟对象坐标和真实空间坐标之间对应关系基于5G传输传递给AR设备端。AR设备端将服务器通过5G传输的虚拟三维对象，如变压器模型、温度放电等感知参数模型等，最后将虚拟模型实时注册到电力巡检真实场景中，以达到虚实融合的显示效果，便于工作人员巡检。
上述电力设备巡检方法，通过采集该图像时的在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到此时采集图像的旋转矩阵和平移矩阵，旋转矩阵和平移矩阵可以反映出此时采集该图片时的位置关系，然后通过该位置关系和采集图像的特征点的虚拟坐标可以得到该特征点的位置，利用旋转矩阵和平移矩阵去定位特征点的位置可以减少设备的计算量，加快数据处理速度，提高巡检效率。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的电力设备巡检方法，图3示出了本申请实施例提供的电力设备巡检装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
参见图3，本申请实施例中的电力设备巡检装置可以包括获取模块301、矩阵模块302、坐标模块303和定位模块304。
可选的，获取模块301，用于获取待检测电力设备的采集图像，以及采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度。
示例性的，采集图像为多个不连续的帧图像。
可选的，矩阵模块302，用于基于采集采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到采集图像相对于世界坐标系的旋转矩阵和世界坐标系中的平移矩阵。
示例性的，旋转矩阵通过以下公式计算得到：
其中，
为第i帧采集图像的旋转矩阵，Exp为李代数到李群的指数映射计算公式，Δt为相邻两帧图像之间的时间间隔，
为采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的角速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度偏差参数。
示例性的，采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的角速度通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度白高斯噪声。
示例性的，平移矩阵通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的加速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度偏差参数，gW为重力参数，
为采集第i帧采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度，
为第i帧采集图像的平移矩阵。
示例性的，采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的加速度通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度白高斯噪声，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度。
可选的，坐标模块303，用于对采集图像进行平滑处理，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，特征点为待检测电力设备。
示例性的，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，包括：基于平滑处理后的采集图像，计算得到尺度空间；基于尺度空间，得到多个第一特征点；基于尺度空间、平移矩阵和旋转矩阵，得到中心第一特征点；基于中心第一特征点和多个第一特征点，得到采集图像的特征点和采集图像的特征点的虚拟坐标。
可选的，定位模块304，用于基于旋转矩阵、平移矩阵和特征点的虚拟坐标，得到特征点的真实坐标，即得到待检测电力设备的真实坐标。
示例性的，特征点的虚拟坐标与真实坐标之间的关系为下式：
其中，(XW,YW,ZW,1)为特征点的真实坐标，(XC,YC,ZC,1)为特征点的虚拟坐标，(u,v)为特征点的在采集图像中的坐标，px为特征点在采集图像中水平方向上的平移量，py为特征点在采集图像中竖直方向上的平移量，fx为特征点在采集图像中水平方向上的焦距，fy为特征点在采集图像中竖直方向上的焦距，
为第i帧采集图像的旋转矩阵，
为第j帧采集图像的平移矩阵。
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种终端设备，参见图4，该终端设备500可以包括：至少一个处理器510、存储器520，该存储器520用于存储计算机程序521，所述处理器510用于调用并运行所述存储器520中存储的计算机程序521实现上述任意各个方法实施例中的步骤，例如图2所示实施例中的步骤101至步骤104。或者，处理器510执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块301至304的功能。
示例性的，计算机程序521可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器520中，并由处理器510执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序段，该程序段用于描述计算机程序在终端设备500中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器510可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器520可以是终端设备的内部存储单元，也可以是终端设备的外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。所述存储器520用于存储所述计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器520还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
本申请实施例提供的电力设备巡检方法可以应用于计算机、可穿戴设备、车载设备、平板电脑、笔记本电脑、上网本等终端设备上，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述电力设备巡检方法各个实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述电力设备巡检方法各个实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电力设备巡检方法，其特征在于，包括：
获取待检测电力设备的采集图像，以及采集所述采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，所述采集图像为多个不连续的帧图像；
基于采集所述采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到所述采集图像相对于世界坐标系的旋转矩阵和世界坐标系中的平移矩阵；
对所述采集图像进行平滑处理，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，所述特征点为待检测电力设备；
基于所述旋转矩阵、所述平移矩阵和所述特征点的虚拟坐标，得到所述特征点的真实坐标，即得到待检测电力设备的真实坐标。
2.如权利要求1所述的电力设备巡检方法，其特征在于，所述基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，包括：
基于所述平滑处理后的采集图像，计算得到尺度空间；
基于所述尺度空间，得到多个第一特征点；
基于所述尺度空间、平移矩阵和旋转矩阵，得到中心第一特征点；
基于所述中心第一特征点和多个第一特征点，得到采集图像的特征点和采集图像的特征点的虚拟坐标。
3.如权利要求1所述的电力设备巡检方法，其特征在于，所述旋转矩阵通过以下公式计算得到：
其中，
为第i帧采集图像的旋转矩阵，Exp为李代数到李群的指数映射计算公式，Δt为相邻两帧图像之间的时间间隔，
为采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的角速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度偏差参数。
4.如权利要求3所述的电力设备巡检方法，其特征在于，所述采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的角速度通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的角速度白高斯噪声。
5.如权利要求3所述的电力设备巡检方法，其特征在于，所述平移矩阵通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的加速度，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度偏差参数，gW为重力参数，
为采集第i帧采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度，
为第i帧采集图像的平移矩阵。
6.如权利要求5所述的电力设备巡检方法，其特征在于，所述采集第i帧采集图像时采集设备相对于惯性系的加速度通过以下公式计算得到：
其中，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度白高斯噪声，
为采集第i帧采集图像时采集设备的加速度。
7.如权利要求1所述的电力设备巡检方法，其特征在于，所述特征点的虚拟坐标与真实坐标之间的关系为下式：
其中，(XW,YW,ZW,1)为所述特征点的真实坐标，(XC,YC,ZC,1)为所述特征点的虚拟坐标，(u,v)为所述特征点的在采集图像中的坐标，px为所述特征点在采集图像中水平方向上的平移量，py为所述特征点在采集图像中竖直方向上的平移量，fx为所述特征点在采集图像中水平方向上的焦距，fy为所述特征点在采集图像中竖直方向上的焦距，
为第i帧采集图像的旋转矩阵，
为第j帧采集图像的平移矩阵。
8.一种电力设备巡检装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待检测电力设备的采集图像，以及所述采集所述采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，所述采集图像为多个不连续的帧图像；
矩阵模块，用于基于采集所述采集图像时采集设备在世界坐标系下的速度、角速度和加速度，得到所述采集图像相对于世界坐标系的旋转矩阵和世界坐标系中的平移矩阵；
坐标模块，用于对所述采集图像进行平滑处理，基于平滑处理后的采集图像，得到采集图像的特征点的虚拟坐标，所述特征点为待检测电力设备；
定位模块，用于基于所述旋转矩阵、所述平移矩阵和所述特征点的虚拟坐标，得到所述特征点的真实坐标，即得到待检测电力设备的真实坐标。
9.一种终端设备，包括：处理器和存储器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的电力设备巡检方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电力设备巡检方法。
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|---|---|---|---|
| CN202211477266.6A CN116071251A (zh) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 电力设备巡检方法、装置及终端设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117055639A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-11-14 | 珠海习坎智能科技有限公司 | 一种隧道巡检机器人自适应控速方法 |
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