[发明专利]一种基于机器视觉系统的铁塔倾斜角度自动测量方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉系统的铁塔倾斜角度自动测量方法，该自动测量方法基于机器视觉系统，所述机器视觉系统包括无人机载体和可见光摄像头，所述可见光摄像头设置在所述无人机载体的正前方，在所述无人机载体内设置有无人机飞控系统、机载嵌入式处理器、加速度计、陀螺仪、数字罗盘和GPS，所述可见光摄像头、无人机飞控系统、加速度计、陀螺仪、数字罗盘和GPS均与所述机载嵌入式处理器相连接，其特征是，所述可见光摄像头相对于无人机载体的横滚角度、俯仰角度和偏航角度均为零，该机器视觉系统还包括一测量标识装置，所述测量标识装置包括两个红色圆形标识板，两个所述红色圆形标识板分别设置在铁塔的同一侧面的上端及中部靠下位置，且两个红色圆形标识板的中心点的连线位于铁塔一竖直垂面内；

该自动测量方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将输电线路上的铁塔上安装好测量标识装置；设定无人机载体沿输电线路的飞行路线，启动无人机载体，无人机载体在飞控系统的控制下，飞行到指定的预设位置；

步骤2、无人机载体飞入到预设位置后，进行无人机载体姿态调整，使得无人机载体姿态达到预定姿态；

步骤3、无人机载体达到预定姿态后，可见光摄像头进行拍摄图像，机载嵌入式处理器反复读取拍摄图像，并进行铁塔上下位置处红色圆形标识板的检测，直到两个红色圆形标识板检测成功；

步骤4、两个红色圆形标识板检测成功后，机载嵌入式处理器计算铁塔倾斜角度η，铁塔倾斜角度η的计算公式为：η＝δ+θ_roll，其中δ为两个红色圆形标识板中心的连线与拍摄图像垂直方向的夹角，δ的计算方法为：当两个红色圆形标识板检测成功后，可以得到位于铁塔上部的红色圆形标识板的圆心坐标(x_A,y_A)和位于铁塔的中部靠下的红色圆形标识板的圆心坐标(x_B,y_B)，其中，参考坐标系以图片的左下角作为原点，以右方向为X轴正方向，以上方向为Y轴正方向，这样，就可以计算出δ，即：

θ_roll为无人机载体拍摄图像时的横滚角度。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉系统的铁塔倾斜角度自动测量方法，其特征是，在步骤1中，无人机载体飞行到预设位置处的判定方法为：预设位置坐标点为(lat_p,lng_p)，此坐标是拍摄铁塔的理想位置，当无人机载体飞行到预设位置附近时，机载嵌入式处理器将无人机载体的实时经纬度(lat_uav,lng_uav)与预设位置坐标点(lat_p,lng_p)进行比较，当小于设定阈值时，则判定为无人机载体已飞行至预设位置处。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉系统的铁塔倾斜角度自动测量方法，其特征是，在步骤2中，无人机载体姿态调整方法为：机载嵌入式处理器将无人机载体的实时横滚角度θ_roll、俯仰角度θ_pitch和偏航角度θ_yaw进行判断，其判断标准为：θ_roll＜10°，θ_pitch＜10°，|θ_yaw-θ_p|＜10°，其中θ_p为预设偏航角度，当横滚角度θ_roll、俯仰角度θ_pitch和偏航角度θ_yaw符合上述判断标准时，无人机载体便完成了预设姿态调整，当无人机载体的横滚角度θ_roll和俯仰角度θ_pitch为零时，无人机载体处于水平状态，当偏航角度θ_yaw等于预设偏航角度θ_p时，可见光摄像头则正朝向铁塔的方向。