一种电缆终端塔三维建模测距方法技术

一种电缆终端塔三维建模测距方法，该方法先采用无人机沿电缆终端塔周圈匀速飞行，拍摄出多张照片，然后根据拍摄的多张照片，结合无人机的起始飞行位置、电缆终端塔的中间横担与下横担之间的高度值、无人机与电缆终端塔的最近飞行距离构建三维模型，最后通过构建的三维模型确定电缆终端塔设备之间、电缆终端塔与周围环境之间的距离。本设计不仅测距准确，而且操作简单、便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种电缆终端塔三维建模测距方法
本专利技术属于电缆终端塔运检维修
，具体涉及一种电缆终端塔三维建模测距方法。
技术介绍
电缆终端塔作为电缆与架空线的交界设备，时常需要进行检修和改造工作；同时，作为电缆唯一暴露在地面的末端设备，它饱受周边树木的困扰，也是电缆设备中受非人为影响最薄弱的部分。在检修和改造工作中，由于难以在停电前准确获取设备的准确位置和距离，导致检修人员登塔后业的工器具等不合规格，只能在检修工作需要在停电之后重新评估并修改工作计划，造成了宝贵的电气设备停电时间的浪费，严重影响了工作效率。同时，提供准确的线树距离信息是电缆运维人与市政园林局、树木主人直接沟通进行树木砍伐前重要依据。因此，对于当前电缆运维而言，获取电缆终端塔之间、以及设备与周边环境之间准确的测距信息是急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种测距结果准确的电缆终端塔三维建模测距方法。为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：一种电缆终端塔三维建模测距方法，依次包括以下步骤：步骤A、采用无人机沿电缆终端塔周圈匀速飞行，拍摄出多张照片；步骤B、根据拍摄的多张照片，结合无人机的起始飞行位置、电缆终端塔的中间横担与下横担之间的高度值、无人机与电缆终端塔的最近飞行距离构建三维模型，并通过构建的三维模型确定电缆终端塔上设备之间、电缆终端塔与周围环境之间的距离。步骤A中，所述无人机的飞行高度位于电缆终端塔的中间横担与下横担之间，无人机上的镜头数量为1个，且拍摄角度为16°-20°，其中，所述拍摄角度为镜头的中轴线与下横担所在平面形成的夹角。步骤A中，所述无人机的飞行轨迹为复合Z字形轨迹。所述复合Z字形轨迹为以电缆终端塔的塔杆为中心、绕其周圈布置的多个Z字形轨迹，且采用由远至近的方向形成Z字形轨迹。步骤A中，所述无人机拍摄的照片重叠率为75％-85％。步骤B中，所述无人机与电缆终端塔的最近飞行距离根据拍摄角度与电缆终端平台的位置计算得到。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术一种电缆终端塔三维建模测距方法先采用无人机沿电缆终端塔周圈匀速飞行，拍摄出多张照片，然后根据拍摄的多张照片，结合无人机的起始飞行位置、电缆终端塔的中间横担与下横担之间的高度值、无人机与电缆终端塔的最近飞行距离构建三维模型，最后通过构建的三维模型确定电缆终端塔设备之间、电缆终端塔与周围环境之间的距离，该设计通过无人机倾斜摄像技术，不仅将测距误差率控制在5％以内，实现了高精度的电缆终端塔测距，而且该方法操作简单、便捷，可以广泛运用在电缆终端塔的运维、看护、检修以及技术改造等工作中。因此，本专利技术不仅测距准确，而且操作简单、便捷。附图说明图1为本专利技术中复合Z字形轨迹的示意图。图2为实施例1中三维模型典型数据相对于实测数据的误差率图。具体实施方式下面结合具体实施方式以及附图对本专利技术作进一步详细的说明。一种电缆终端塔三维建模测距方法，依次包括以下步骤：步骤A、采用无人机沿电缆终端塔周圈匀速飞行，拍摄出多张照片；步骤B、根据拍摄的多张照片，结合无人机的起始飞行位置、电缆终端塔的中间横担与下横担之间的高度值、无人机与电缆终端塔的最近飞行距离构建三维模型，并通过构建的三维模型确定电缆终端塔上设备之间、电缆终端塔与周围环境之间的距离。步骤A中，所述无人机的飞行高度位于电缆终端塔的中间横担与下横担之间，无人机上的镜头数量为1个，且拍摄角度为16°-20°，其中，所述拍摄角度为镜头的中轴线与下横担所在平面形成的夹角。步骤A中，所述无人机的飞行轨迹为复合Z字形轨迹。所述复合Z字形轨迹为以电缆终端塔的塔杆为中心、绕其周圈布置的多个Z字形轨迹，且采用由远至近的方向形成Z字形轨迹(参见图1)。步骤A中，所述无人机拍摄的照片重叠率为75％-85％。步骤B中，所述无人机与电缆终端塔的最近飞行距离根据拍摄角度与电缆终端平台的位置计算得到。本专利技术的原理说明如下：本专利技术提供了一种基电缆终端塔三维建模测距方法，该方法采用无人机倾斜摄像技术进行精确测距，该方法与激光测距相比，工效更高，可推广性也更强，可将测距误差控制在5％以内，且能保证预留8％以上的安全距离。由于该方法能够便捷地对电缆终端塔上设备及周边环境进行测距，电缆终端塔的停电检修任务可以进行详尽的停电前计划，降低了计划缺失带来的任务拖延，降低的停电时间不仅带来了经济效应，更能够有效促进电力系统稳定运行。同时，在电缆终端塔与周边树木产生矛盾的时候，本方法提供了便捷、可信的测距结果，便于电缆运维人员与树主进行有效沟通，对消除线树矛盾，保障电力系统安全提供保障。本专利技术所述方法在电力系统内、外具有很强的拓展性，经过简单的修改和借鉴，对相应行业专业的实际情况适配，能够运用在其他塔型设备三维建模测距上对系统内输电业务、变电业务、系统外通信行业、铁路行业具有很强的拓展性。飞行轨迹：本专利技术将无人机的飞行轨迹设计成复合Z字形，与环形或单条Z字形等轨迹相比，复合Z字形轨迹不仅能够离主设备最远，飞行途中不会误碰设备，安全性最高，而且采用复合Z字形轨迹的建模质量较高，能够最好的复现设备状态。飞行高度和拍摄角度：本专利技术将无人机的飞行高度设定在电缆终端塔的中间横担与下横担之间，且拍摄角度为16°-20°，这样一方面不会误碰设备，安全性好，另一方面，拍摄点离电缆平台适中，在能够准确展现终端塔和周边环境的关系、保证电缆终端平台的复现效果好的同时飞行时间较短。照片重叠率：本专利技术将无人机拍摄的照片重叠率控制在75％-85％，在保证建模质量的同时使得建模工作时间尽量少(照片重叠率越高,建模效果越好，工作时间越长)，达到300分钟左右。实施例1：一种电缆终端塔三维建模测距方法，依次按照以下步骤进行：1、先检查无人机的机身外观以及电池电压，然后根据天气情况确定合适位置作为无人机的起落点，并根据现场净空条件预设具体的飞行轨迹；2、通过恩公手控试飞记录电缆终端塔的中间横担与下横担之间的高度值，并根据拍摄角度与电缆终端平台的位置确认无人机与电缆终端塔的最近飞行距离；3、采用无人机沿电缆终端塔周圈匀速飞行，拍摄出多张照片，其中，所述无人机的飞行高度位于电缆终端塔的中间横担与下横担之间，无人机上的镜头数量为1个，且拍摄角度为18°，所述拍摄角度为镜头的中轴线与下横担所在平面形成的夹角，无人机的飞行轨迹为复合Z字形轨迹，该复合Z字形轨迹为以电缆终端塔的塔杆为中心、绕其周圈布置的多个Z字形轨迹，且采用由远至近的方向形成Z字形轨迹(参见图1)，无人机拍摄的照片重叠率为80％；4、根据拍摄的多张照片，结合无人机的起始飞行位置、电缆终端塔的中间横担与下横担之间的高度值、无人机与电缆终端塔的最近飞行距离，构建三维模型，并通过构建的三维模型确定电缆终端塔上设备之间、电缆终端塔与周围环境之间的距离。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆终端塔三维建模测距方法，其特征在于：/n所述测距方法依次包括以下步骤：/n步骤A、采用无人机沿电缆终端塔周圈匀速飞行，拍摄出多张照片；/n步骤B、根据拍摄的多张照片，结合无人机的起始飞行位置、电缆终端塔的中间横担与下横担之间的高度值、无人机与电缆终端塔的最近飞行距离构建三维模型，并通过构建的三维模型确定电缆终端塔上设备之间、电缆终端塔与周围环境之间的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种电缆终端塔三维建模测距方法，其特征在于：
所述测距方法依次包括以下步骤：
步骤A、采用无人机沿电缆终端塔周圈匀速飞行，拍摄出多张照片；
步骤B、根据拍摄的多张照片，结合无人机的起始飞行位置、电缆终端塔的中间横担与下横担之间的高度值、无人机与电缆终端塔的最近飞行距离构建三维模型，并通过构建的三维模型确定电缆终端塔上设备之间、电缆终端塔与周围环境之间的距离。


2.根据权利要求1所述的一种电缆终端塔三维建模测距方法，其特征在于：步骤A中，所述无人机的飞行高度位于电缆终端塔的中间横担与下横担之间，无人机上的镜头数量为1个，且拍摄角度为16°-20°，其中，所述拍摄角度为镜头的中轴线与下横担所在平面形成的夹角。
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏湛然，杨斌，郭浩然，谢诚，艾永恒，毛永彬，陈阳，高鸣，高新昀，严一涛，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司武汉供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11