基于多源数据融合的输电线路通道走廊三维精准测距预警研究与应用.pdf

1、基于多源数据融合的输电线路通道走廊三维精准测距预警研究与应用目录CONTENTS课题背景技术方案需求分析预期成效01020304一、课题背景一、课题背景单目相机无法测距人工筛选告警极易导致误判和漏判现场确认工作量大视频监控应用现状测距能力差目前大部分驻塔视频监控为单目相机，缺乏精确有效的测距方法无效告警多 由于缺乏有效测距方法，人工筛选经常导致误告警和漏告警情况基层压力大 众多的无效工单导致基层作业人员工作压力大，经常出现跑断腿，防不住的情况产生一、课题背景一、课题背景目录CONTENTS课题背景技术方案解决思路预期成效01020304二、解决思路搭建单目摄像机成像系统特征选取与立体匹配构建二

2、维图像三维映射利用空间欧式距离算法量测距离筛选距离数据基于激光点云数据的测距系统小孔成像原理ZYfy/=YfyZ=二、解决思路多源数据融合的实时测距技术与输电智能可视化应用搭载可视化监控图像通道隐患的识别标注与精准测距可视化监控二维图像与通道三维点云数据的映射010302方案总览：目录CONTENTS课题背景技术方案解决思路预期成效01020304二、解决思路搭建单目摄像机成像系统特征选取与立体匹配构建二维图像三维映射利用空间欧式距离算法量测距离筛选距离数据基于激光点云数据的测距系统小孔成像原理ZYfy/=YfyZ=三、技术方案12一、可视化监控二维图像与通道三维点云数据的映射元素标定三维点云

3、与二维影像融合是将影像像素坐标转换为物理世界坐标的过程，获取相机内方位元素是必要条件。建立输电通道多视图摄像机内方位元素标定方法，对多型号监拍装置内方位元素标定三维映射通过选取输电线路通道场景中未发生位置及形态的变化的特征点，构建特征点二维像素坐标与其三维空间坐标之间的变换关系，获取相机外方位元素，完成三维点云与二维影像间的映射三、技术方案1.1多视图摄像机内方位元素标定使用摄像机标定技术，获取相机内方位参数1、选取安装到示范线路杆塔上的监拍摄像机2、通过不同角度捕捉棋盘格图像3、对棋盘格图像中的角点自动检测提取4、求解内参矩阵与外参矩阵，获取相机内参数结果角点检测多角度拍摄特征点检测计算相机

4、内参数:焦距图像传感器尺寸三、技术方案141.2融合场景下二维图像的三维空间映射三维坐标与二维坐标投影坐标变换，实现图像与点云数据映射融合。1、构建特征点二维像素坐标与其三维空间坐标之间的变换关系2、计算摄像机坐标系与三维空间坐标系的旋转矩阵和平移向量3、计算映射坐标值特征点提取二维-三维映射计算映射坐标值列出坐标值误差并修正图像与点云数据标定流程图像与点云数据标定流程二维-三维映射原理 建立图像与场景的关系模型：相机标定 确立投影光线上的实物坐标特征点提取特征点误差映射计算导出映射点映射点集合三、技术方案三、技术方案16二、可视化监控图像通道隐患的识别标注与精准测距目标提取借助省公司统一建设

5、的人工智能平台，通过接入统一视频平台拍摄的图片数据，实现通道内隐患目标的提取识别和目标框选。精准测距借助空间欧式距离测量以及最邻近搜索方法，研究多种精准测距技术，实现任意一点到电力线的最邻近距离，任意两点间的距离，以及目标到电力线的最邻近距离。三、技术方案2.1大型施工机械设备目标提取国网江苏电力建设人工智能平台，提供样本库、算法库、模型库、训练平台和服务平台，实现大型机械设备目标提取和标注大型施工机械目标物到导线两点之间量测自动测距告警手动量测实现告警中隐患目标物与导线的净空距离量测前端图像监拍设备+云端图像智能识别算法，识别出拍摄图像中的施工车辆、机械等隐患物，进行自动测量并标记告警等级。

6、实现图像中目标手动量测监控人员在图像中通过点、线、框选等操作，实现任意目标的量测。实时性每个告警测距用时100 ms告警级别根据测距结果自动判断告警级别测距精度测距精度达到亚米级三、技术方案2.2目标隐患物精准测距三、技术方案19三、多源数据融合的实时测距技术与输电智能可视化应用搭载快速测距融合搭载开发测距微服务应用，基于输电智慧物联监控系统中可视化应用微服务部署，实现目标在输电智慧物联监控系统内可视化应用告警图片的标注测距、自动告警，工单派发等功能。构建数据二级索引结构，研究使用点云聚合优化算法，利用空间关系对数据处理建立二级索引，从海量点云数据毫秒级