本文關鍵詞：基于無人機視覺的輸電線路安全距離巡檢系統(tǒng)研究

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【摘要】：無人機輸電線路巡檢以其巡檢自動化程度高、適用范圍廣、巡檢效率高、巡檢成本低等優(yōu)點日益成為國家電網(wǎng)電力巡檢的主要方式。其中固定翼無人機巡檢通常作為一種快速的輸電線路走廊掃描的巡檢方式。而多旋翼無人機由于其飛行穩(wěn)定、可操作性強等結(jié)構特點多用于輸電線路近距離精確巡檢。本文根據(jù)多旋翼無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)的需求,建立了四旋翼無人機巡檢系統(tǒng)模型。分析各子系統(tǒng)結(jié)構功能確定了器件選型,搭建了四旋翼無人機輸電線路巡檢硬件平臺,并通過測試飛行驗證了平臺穩(wěn)定性。針對視覺巡檢系統(tǒng)中關于圖像與二維場景之間的單應變換問題,提出了基于輸電線路視覺成像模型的單應變換矩陣求解方法。由輸電線路視覺成像模型計算攝像機外參數(shù)矩陣以及二維場景平面的法向量。并通過攝像機標定得到攝像機內(nèi)參數(shù)矩陣。從而可以得到相應的單應變換矩陣。實現(xiàn)不同巡檢視角圖像之間的轉(zhuǎn)換,提高巡檢系統(tǒng)圖像測量的精度。實驗表明,基于此模型得到的單應矩陣能實現(xiàn)準確的單應變換。最后,針對無人機輸電線路自主巡檢過程中對巡檢安全性的要求,以四旋翼無人機巡檢系統(tǒng)為研究對象,提出了基于單目視覺的巡檢安全距離測量方法�；谳旊娋�路視覺成像模型與桿塔的實際高度,.通過對輸電線桿塔圖像的識別與測量計算出無人機與輸電線路的實時安全距離。通過實驗驗證了算法正確性,并分析了影響測量精度的各種因素及誤差范圍,驗證了算法可行性。
【關鍵詞】：無人機巡檢 輸電線路 安全距離 單應變換
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V19;TM755
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題的研究背景及意義9-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 無人機輸電線路巡檢研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 基于視覺的無人機輸電線路巡檢研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文主要研究的內(nèi)容17-18
• 第二章 無人機硬件平臺的搭建18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 無人機系統(tǒng)框架18-20
• 2.3 四旋翼無人機平臺搭建20-23
• 2.4 相機畸變矯正23-26
• 2.5 本章小節(jié)26-27
• 第三章 無人機輸電線路巡檢投影變換方法27-43
• 3.1 引言27-28
• 3.2 單應變換28-30
• 3.2.1 單應變換模型28
• 3.2.2 單應矩陣求解方法28-30
• 3.3 旋轉(zhuǎn)角度的求解30-32
• 3.3.1 小孔成像模型30
• 3.3.2 航拍成像模型30-32
• 3.4 攝像機內(nèi)參數(shù)矩陣32-33
• 3.4.1 公式法32
• 3.4.2 棋盤法32-33
• 3.5 攝像機坐標系旋轉(zhuǎn)平移矩陣的求解33-35
• 3.6 圖像處理與桿塔識別35-39
• 3.7 實驗分析39-42
• 3.8 本章小結(jié)42-43
• 第四章 無人機輸電線路巡檢水平安全距離檢測方法43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 安全巡檢距離標準43-44
• 4.3 傳統(tǒng)測距方法44-45
• 4.3.1 基于GPS坐標轉(zhuǎn)換方法44-45
• 4.3.2 基于激光掃描的測距方法45
• 4.4 單目視覺測距原理45-46
• 4.5 測量算法46-47
• 4.6 實驗分析47-51
• 4.6.1 攝像機的拍攝角度對測距精度的影響49-50
• 4.6.2 圖像處理中輸電線桿塔的識別精度對測距精度的影響50-51
• 4.6.3 桿塔實際高度的測量精度對測距精度的影響51
• 4.7 本章小節(jié)51-52
• 第五章 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 工作總結(jié)52-53
• 5.2 工作展望53-54
• 參考文獻54-59
• 致謝59-60
• 攻讀學位期間的主要科研成果60

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