三維重建技術在電力設備圖像監(jiān)測中的應用.pdf

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

2、的圖象，經ZigBee無線網絡傳送到上位機控制中心，由上位機對圖像進行處理，重建絕緣子和導線三維覆冰模型，利用重建模型計算覆冰厚度、體積等參數(shù)。
　　 本文所用監(jiān)測系統(tǒng)運用了計算機雙目視覺技術，采用兩臺相同型號攝像機在相近位置以不同角度采集同一片絕緣子或同一段導線覆冰圖像，利用圖像間的視差得到平面點與空間點的對應關系，通過攝像機標定計算關聯(lián)系數(shù)，再經特征點提取得出覆冰輪廓，并由匹配點計算出覆冰輪廓上各點在三維空間的深度，從而重建

3、出絕緣子和導線覆冰的三維模型。最后將三維模型作了點云和網格兩種表示，通過網格模型計算覆冰厚度和重量等。
　　 本文應用所提方法對多組實測圖像進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)。同時能夠準確計算絕緣子和導線覆冰的厚度和體積，與人工測量數(shù)據(jù)比較相對誤差均在10％以下。且針對絕緣子監(jiān)測，可以給出覆冰的最大厚度所在位置；針對導線監(jiān)測，可以計算出覆冰沿導線分布狀況，得到導線覆冰