一種利用多旋翼無人機測量鐵塔法蘭貼合率的方法技術

本發明專利技術公開的一種利用無人機測量鐵塔法蘭貼合率的方法，包括以下步驟：1)圖像采集步驟；2)線劃步驟；3)比例計算步驟；4)貼合面角度計算步驟；5)貼合率計算步驟。本發明專利技術的有益效果在于：本發明專利技術采用基于數字線劃的測量方法，從而無需對圖像進行其他檢測。采用直線段合并的方法，避免了細碎短小直線段的干擾，同時降低了計算量，本發明專利技術可應用于無人機對鐵塔法蘭貼合率的巡檢中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無人機飛行控制與計算機視覺交叉融合的
，特別涉及一種基于劃線計算的利用多旋翼無人機測量鐵塔法蘭貼合率的方法。
技術介紹
近年來，無人機得到了快速的發展，其具有飛行穩定、易操控、低噪聲、安全危害性小等特點，在航空攝影、電力巡檢、災情考察、軍事偵察等多個領域得到越來越廣泛的應用。在鐵塔巡檢工作中，傳統的方法大多采用人工的方式對鐵塔進行巡檢，手工測量法蘭的間隙量，并根據測量得到的間隙量計算法蘭貼合率，這種傳統的方法不僅人為干預較大，測量數據不準確，而且對巡檢人員而言存在一定的安全隱患。為此，也有采用無人機對鐵塔進行巡檢的，這樣可以有效地降低成本，減輕勞動量，并且解決人工巡檢所帶來的安全問題。然而，現有的無人機對鐵塔的巡檢技術的智能性和可靠性較低，計算效率較低，難以滿足現有的鐵塔巡檢的要求。為此，申請人進行了有益的探索和嘗試，找到了解決上述問題的辦法，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題：針對傳統的人工方式進行鐵塔巡檢和現有的無人機進行鐵塔巡檢存在的問題，而提供一種智能性和可靠性高、計算效率高、測量數據精確、降低成本、安全性高的基于劃線計算的利用多旋翼無人機測量鐵塔法蘭貼合率的方法。本專利技術所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：一種利用多旋翼無人機測量鐵塔法蘭貼合率的方法，包括以下步驟：1)圖像采集步驟，采用搭載在多旋翼無人機上的攝像頭對鐵塔上包含有法蘭貼合處的區域的前、后、左、右四個方位進行圖像采集，并形成所述包含有法蘭貼合處的區域的前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖；2)線劃步驟，將所述前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖進行描邊，從而確定描邊后的前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖中的法蘭貼合處的法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4、；3)比例計算步驟，將法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4向上或向下平移N1、N2、N3、N4次后，使得法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4的位移量等于法蘭厚度X，并通過公式Yi＝Xi/Ni，其中1≤i≤4，i為整數，這樣分別計算出法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4；4)貼合面角度計算步驟，根據法蘭間隙量Y1和Y2計算出法蘭貼合處在前后方向上的貼合面角度α，根據法蘭間隙量Y3和Y4計算出法蘭貼合處在左右方向上的貼合面角度β；5)貼合率計算步驟，根據貼合面角度α、β并結合間隙低于0.2mm以下的面積為貼合面積的要求來計算得到法蘭貼合處的區域的貼合面積，根據公式貼合率＝貼合面積/總面積來計算得到貼合率。由于采用了如上的技術方案，本專利技術的有益效果在于：本專利技術采用基于數字線劃的測量方法，從而無需對圖像進行其他檢測。采用直線段合并的方法，避免了細碎短小直線段的干擾，同時降低了計算量，本專利技術可應用于多旋翼無人機對鐵塔法蘭貼合率的巡檢中。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術的圖像采集步驟中對法蘭貼合處的區域的前、后、左、右四個方位進行圖像采集的示意圖。圖2是本專利技術所要測量的鐵塔上包含有法蘭貼合處的區域的剖面圖。圖3是本專利技術的法蘭貼合角度計算示意圖。圖4是本專利技術的法蘭貼合平面角度示意圖。具體實施方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本專利技術。本專利技術的一種利用多旋翼無人機測量鐵塔法蘭貼合率的方法，包括以下步驟：1)圖像采集步驟，參見圖1，采用搭載在多旋翼多旋翼無人機上的攝像頭對鐵塔上包含有法蘭貼合處的區域100的前、后、左、右四個方位進行圖像采集，并形成所述包含有法蘭貼合處的區域100的前視圖CamA、后視圖CamC、左視圖CamB以及右視圖CamD；2)線劃步驟，參見圖2，將前視圖CamA、后視圖CamC、左視圖CamB以及右視圖CamD進行放大，并采用繪圖軟件對前視圖CamA、后視圖CamC、左視圖CamB以及右視圖CamD進行描邊，從而確定描邊后的前視圖CamA、后視圖CamC、左視圖CamB以及右視圖CamD中的法蘭貼合處的法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4；3)比例計算步驟，參見圖2，采用制圖軟件AutoCAD或其他專業二維制圖軟件分別將法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4向上或向下平移N1、N2、N3、N4次后，使得法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4的位移量等于法蘭厚度X，其中，法蘭厚度X為已知量，然后通過公式Yi＝Xi/Ni，其中1≤i≤4，i為整數，這樣分別計算出法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4；4)貼合面角度計算步驟，參見圖3，根據法蘭間隙量Y1和Y2計算出法蘭貼合處在前后方向上的貼合面角度α，根據法蘭間隙量Y3和Y4計算出法蘭貼合處在左右方向上的貼合面角度β；5)貼合率計算步驟，按照《塔桅桿安裝與維護規范47—2》文件中的規范，假設0.2mm以下間隙可以忽略不計，那么所有間隙在0.2mm以下組成的面積均可計算在貼合面積內，參見圖4，將法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4比作為十字坐標系，例如，法蘭間隙量Y1<法蘭間隙量Y2，法蘭間隙量Y3<法蘭間隙量Y4，那么虛線L1左側的面積即為貼合面積，以及虛線L2下側的面積即為貼合面積，這樣就可以計算得到法蘭貼合處的區域的貼合面積，根據公式貼合率＝貼合面積/總面積來計算得到貼合率。以上顯示和描述了本專利技術的基本原理和主要特征和本專利技術的優點。本行業的技術人員應該了解，本專利技術不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本專利技術的原理，在不脫離本專利技術精神和范圍的前提下，本專利技術還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本專利技術范圍內。本專利技術要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用多旋翼無人機測量鐵塔法蘭貼合率的方法，包括以下步驟：1)圖像采集步驟，采用搭載在多旋翼無人機上的攝像頭對鐵塔上包含有法蘭貼合處的區域的前、后、左、右四個方位進行圖像采集，并形成所述包含有法蘭貼合處的區域的前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖；2)線劃步驟，將所述前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖進行描邊，從而確定描邊后的前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖中的法蘭貼合處的法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4、；3)比例計算步驟，將法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4向上或向下平移N1、N2、N3、N4次后，使得法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4的位移量等于法蘭厚度X，并通過公式Yi＝Xi/Ni，其中1≤i≤4，i為整數，這樣分別計算出法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4；4)貼合面角度計算步驟，根據法蘭間隙量Y1和Y2計算出法蘭貼合處在前后方向上的貼合面角度α，根據法蘭間隙量Y3和Y4計算出法蘭貼合處在左右方向上的貼合面角度β；5)貼合率計算步驟，根據貼合面角度α、β并結合間隙低于0.2mm以下的面積為貼合面積的要求來計算得到法蘭貼合處的區域的貼合面積，根據公式貼合率＝貼合面積/總面積來計算得到貼合率。...

【技術特征摘要】
1.一種利用多旋翼無人機測量鐵塔法蘭貼合率的方法，包括以下步驟：1)圖像采集步驟，采用搭載在多旋翼無人機上的攝像頭對鐵塔上包含有法蘭貼合處的區域的前、后、左、右四個方位進行圖像采集，并形成所述包含有法蘭貼合處的區域的前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖；2)線劃步驟，將所述前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖進行描邊，從而確定描邊后的前視圖、后視圖、左視圖以及右視圖中的法蘭貼合處的法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4、；3)比例計算步驟，將法蘭間隙量Y1、Y2、Y3、Y4向上或向下平移N1、N2、N3、N4次后...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白佶斌，
申請(專利權)人：上海鑄天智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31