豆敬翔

【摘  要】为了解决电网人工巡检精度低、效率低、智能化程度低的问题，本文将无人机倾斜摄影技术的工作原理与无人输电塔、通道及周边环境相结合。飞机飞行，空中三角测量，并建模形成三维点云的电力线通道。利用自动匹配算法生成的导线，准确计算出树状障碍物的距离和位置，生成电力线通道中的障碍物报告。本文将从无人机航空摄影方法，3d表面点云重建方法等等，并专注于分析无人机倾斜摄影技术的工作原理和过程的检验电力线路障碍，一线检验团队，结合实验数据及其在实践中具体应用。

【关键词】倾斜摄影技术;电力巡线;故障巡检

引言

随着密集图像匹配技术的发展，倾斜摄影技术也开始进入功率检测领域。与无人机激光激光雷达一样，实现了线树距离的定量检测。这是由于在摄影测量和计算机视觉领域的关键算法的突破，特别是SfM和图像匹配算法。这些理论和方法的进展使得从图像中提取的三维点云可与激光扫描仪获得的点云相媲美。金属丝的直径很小，在图像中是一个很小的目标。

一、电力巡线树障检测中的无人机倾斜摄影技术与方法

（一）无人机航空摄影方法

电力线图像清晰，是无人机电力线越障检测的基础。该图像空间分辨率高（3cm-5cm），地物在图像上的投影较大。为了减小航测三角剖分中投影差对连接点自动匹配的影响，一般选择较大的航向重叠。本文的航向重叠和侧边重叠均为80%。

航拍中确定航向和侧边重叠后，需要根据电杆塔的位置进行路线布设。航线铺设方法如图1所示。

在图1中，以电杆塔为中心，在左右两侧布置一条线路，平行于两个相邻电杆塔之间的连接。路线之间的水平距离和钢管塔是d。如果是正方向，路线的飞行方向塔的左边是相反的路线在右边的塔，因此无人机可以来回一次完成航空摄影操作。

（二）GPS辅助空中三角测量原理及方法

GPS辅助航空三角测量的基本思想是利用差分GPS相位观测，在区域网平差中对相机坐标进行相对动态定位，作为附加的非摄影测量观测，以减少地面控制面积。网络调整。它使用一个GPS信号接收机连接到航空摄影机安装在飞机上，不断观察GPS卫星信号，并同时获得航空照相机快门打开脉冲的同时航空摄影，和获得离线数据后处理差分GPS载波相位测量定位技术。将航拍相机曝光时刻的相机站三维坐标作为附加观测，引入摄影测量区域的网络调整中。采用统一的数学模型和算法，将物侧点和图像定位元素确定为一个整体的质量评价理论、技术和方法。

在GPS辅助的航空三角测量过程中，利用SIFT算法自动提取图像之间的连接点;然后使用最小二乘匹配算法改进的连接分获得均匀分布的定位分亚像元级向点网，GPS辅助光束法区域网络调整算法用于计算摄影测量观测和非摄影测量观测值一起为后续的三维重建提供取向参数地面和遍历的电力线路通道。

（三）通道地表三维点云重建方法

采用图像稠密匹配的方法，从立体图像对中提取密集的三维点云，实现电力线信道地面的三维重建。电力线路通道地面的三维重建和三维坐标的自动测量的电力线路的自动检测的必要条件是在电力线路通道障碍，直接确定的准确性、可靠性和效率的障碍检测。目前，从匹配精度、可靠性、效率等方面提出了大量的图像密集型匹配算法。然而，大多数的图像匹配算法都是针对以城市建筑为主要目标的三维重建算法进行优化的。电力线通道的表面通常被茂密的植被覆盖。因此，对树冠等纹理相似图像的匹配算法的研究势在必行。当电力线经过村庄等居民区时，容易出现违章建筑，严重影响电力线的安全运行。因此，除了满足电力线通道被植被覆盖的条件外，图像匹配算法还必须适应人工建筑的纹理特征，实现建筑屋顶及其附属部分的三维重建。图2为采用图像稠密匹配方法得到的电力线地表三维纹理点云。

从图2可以看出，线状沟道的浓密树冠恢复良好，房屋、道路、田野的表面纹理也非常清晰，为下一步的树木屏障检测提供了良好的数据基础。

二、实验及其结果分析

（一）实验区基本情况

本文选取220kV线路和500kV线路作为实验区。220kV实验区地势相对平坦，地面多为裸地，独立高大的立柱树较多。500kV实验区地形起伏大，植被密集，片状分布。

三、结论

提出了一种基于无人机倾斜摄影技术的电力线通道障碍物检测方法。重点研究了电力线通道表面的三维重建、导线的三维重建和通道障碍物的检测。为了验证该方法的有效性，成果验收选取了具有代表性的区域作为实验区。实验结果表明，该方法可用于电力线障碍的检测。该方法有效，可以实现通道三维点云的自动匹配、导线的半自动提取和障碍物报告的自动生成。与传统的手工检验相比，自动化程度有了很大的提高，可以满足检验团队目前的检验要求。

参考文献：

[1]王琳，吴正鹏，姜兴钰，陈楚.无人机倾斜摄影技术在三维城市建模中的应用[J].测绘与空间地理信息，2015，38（12）：30-32.

[2]杨国东，王民水.倾斜摄影测量技术应用及展望[J].测绘与空间地理信息，2016，39（01）：13-15+18.

[3]王佳龙.无人机倾斜摄影测量在城市三维建模中的应用探讨[J].山东工业技术，2019（07）：96.

[4]李安福，曾政祥，吴晓明.浅析国内倾斜摄影技术的发展[J].测绘与空间地理信息，2014，37（09）：57-59+62.

（作者單位：马鞍山测绘技术院）