基于双向近景摄影方式的输电线路弧长及弧垂的测量

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文基于双向近景摄影方式的输电线路弧长及弧垂测量摘要输电线路是保障电力系统中电能传输的重要基础设备，其弧垂在规定范围之内是保障线路安全运行的重要前提。现实中，输电线路因为长期处于裸露状态而受到各种外界侵害（污秽、冰雹、强风、暴雨、暴雪及鸟害等），进而引起输电线路弧垂的变化。因此，需要定期巡检输电线路以确保弧垂在规定范围内。针对传统测量输电线路弧长与弧垂方法效率低以及航拍摄影测量成本高等问题，本文将近景摄影测量技术用在输电线路弧长与弧垂测量中，提出基于双向近景摄影方式的输电线路弧长与弧垂

2、测量方法。输电线路的双向近景摄影测量是指在获取输电线路影像时，摄像机主光轴垂向输电导线，从正反两个方向分别对输电线路进行连续拍摄；将输电线路影像中导线上的间隔棒作为特征，通过特征提取与影像间的同名点匹配，提取间隔棒的中心，以此为测点；同时，采用全站仪测量布设在输电线路杆塔上点的三维坐标，作为控制点；用自检校光束法平差得到影像外方位元素、畸变系数以及输电导线测点的三维坐标，将这些测点进行曲线拟合，通过计算得到输电线路弧长与弧垂。首先给出双向近景摄影方式下输电线路模型点坐标计算公式及精度计算公式，通过实验仿真验证双

3、向摄影方式精度高于单向摄影方式。针对输电线路影像存在求解畸变系数、内、外方位元素以及待测点的三维坐标等诸多未知量，本文建立了自检校光束法输电线路网平差模型。考虑到Harris角点提取与SIFT特征匹配具有互补的特点，本文针对输电线路近景摄影测量中涉及到的输电线路影像间隔棒特征的提取以及影像之间同名像点的匹配问题，提出Harris角点提取与SIFT特征匹配相结合的I太原理工大学硕士研究生学位论文近景影像匹配方法，该方法考虑从粗到精与金字塔分层的匹配策略以及双向一致性的匹配约束条件。最后，采用最小二乘法对输电线路间

4、隔棒中心点的空间三维坐标数据进行二维曲线拟合，通过曲线方程进一步得到输电线路悬挂点与最低点的坐标，最终实现输电线路弧长与弧垂的测量。对模拟的输电线路模型进行实验仿真，结果表明采用双向近景摄影测量技术时，可以对输电线路的弧长及弧垂进行测量。关键词:输电线路，近景摄影测量，弧长，弧垂II太原理工大学硕士研究生学位论文THEMEASUREMENTOFTRANSMISSIONLINELENGTHANDSAGBASEDONBIDIRECTIONALCLOSE-RANGEPHOTOGRAMMETRYMODEABSTRACT

5、Thetransmissionlineisanimportantbasisequipmentoftheelectricpowertransmissionintheelectricpowersystem,itisanimportantpremiseensuringthesafeoperationofthecircuitthatthesagsizewasguaranteedwithintheprescribedscope.Asthetransmissionlinewasinthebarestateforalongt

6、ime,itsubjectedtovariousexternalviolation(pollution,strongwind,rainstorm,hail,Blizzardandbirdetc.),andthesereasonscausedchangesontransmissionlinesag.Therefore,thetransmissionlineneedregularinspectiontoensurethatitssaginthespecifiedrange.Thispaperproposedtheb

7、idirectionalcloserangephotogrammetrymodetoachievethemeasurementoftransmissionlinelengthandsagduetothelowefficiencyofthetraditionalmethodandthehighcostofaerialphotogrammetry.Thismethodacquiredthetransmissionlineimagesfromthetwooppositedirection,nomatterwhichd

8、irectionthecameraaxiswasverticaltothetransmissionline,andregardedtheseparationbarofthetransmissionlineimageasthecharacteristic,andextractedthecenterpointofthecharacteristicthroughthefeatureextra