三維重建技術(shù)在電力設(shè)備圖像監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)是世界上輸電導(dǎo)線覆冰最嚴(yán)重的國(guó)家之一，覆冰將使輸電導(dǎo)線發(fā)生如倒桿(塔)、絕緣子串閃絡(luò)等嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的事故，影響各行業(yè)生產(chǎn)工作的穩(wěn)定性，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。因此，做好輸變電設(shè)備覆冰的監(jiān)測(cè)和預(yù)防工作能夠避免覆冰引發(fā)的重大事故，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要意義。
　　 針對(duì)現(xiàn)有覆冰厚度檢測(cè)方法的不足，提出一種基于圖像三維重建的絕緣子和輸電導(dǎo)線覆冰在線監(jiān)測(cè)方法，即通過(guò)嵌入式圖像采集系統(tǒng)在線采集絕緣子和輸電導(dǎo)線覆冰前后

2、的圖象，經(jīng)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送到上位機(jī)控制中心，由上位機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，重建絕緣子和導(dǎo)線三維覆冰模型，利用重建模型計(jì)算覆冰厚度、體積等參數(shù)。
　　 本文所用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)雙目視覺(jué)技術(shù)，采用兩臺(tái)相同型號(hào)攝像機(jī)在相近位置以不同角度采集同一片絕緣子或同一段導(dǎo)線覆冰圖像，利用圖像間的視差得到平面點(diǎn)與空間點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)攝像機(jī)標(biāo)定計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)，再經(jīng)特征點(diǎn)提取得出覆冰輪廓，并由匹配點(diǎn)計(jì)算出覆冰輪廓上各點(diǎn)在三維空間的深度，從而重建

3、出絕緣子和導(dǎo)線覆冰的三維模型。最后將三維模型作了點(diǎn)云和網(wǎng)格兩種表示，通過(guò)網(wǎng)格模型計(jì)算覆冰厚度和重量等。
　　 本文應(yīng)用所提方法對(duì)多組實(shí)測(cè)圖像進(jìn)行三維重建和比較分析，得到的三維重建模型可清晰看出覆冰三維輪廓，還原度高，能夠直觀反映覆冰形態(tài)。同時(shí)能夠準(zhǔn)確計(jì)算絕緣子和導(dǎo)線覆冰的厚度和體積，與人工測(cè)量數(shù)據(jù)比較相對(duì)誤差均在10％以下。且針對(duì)絕緣子監(jiān)測(cè)，可以給出覆冰的最大厚度所在位置；針對(duì)導(dǎo)線監(jiān)測(cè)，可以計(jì)算出覆冰沿導(dǎo)線分布狀況，得到導(dǎo)線覆冰