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![[3]采用图像处理技术的输电线路导线弧垂测量_黄新波](https://img.taocdn.com/s1/m/fe28c8e8910ef12d2af9e7c4.png)
基于部分线段图像识别的悬链线弧垂实测方法输电导线弧垂是导线运行的重要参数，影响电网的安全稳定运行。
由于输电线路跨越范围广，线路走廊状况复杂，传统的运行输电线弧垂测量方法操作复杂，误差较大，为此，该文提出一种基于部分线段图像识别的弧垂计算方法，该方法只需用高清相机拍摄部分线段并测定导线的档距等简单数据，然后采用中值滤波和Canny边缘检测算子进行图像预处理；再以悬链线模型为基础提取部分段曲线的独立状态参数，最后还原完整的悬链曲线并计算其弧垂。
通过两端等高悬链线及两端不等高悬链线的实测试验，结果表明，该方法既能克服运行线路弧垂测量条件的困难，又能满足工程的精度要求。
标签：悬链线模型；弧垂测量；图像识别；Matlab仿真引言输电线路弧垂是线路设计和运行维护的主要指标之一，弧垂过小，架空线的拉应力就大，杆塔荷载增大，安全系数减小，严重时可能发生断线、倒塔和掉串等事故；弧垂过大，架空线对地及交叉跨越物的安全距离不足，风摆、舞动和跳跃会造成线路停电事故的风险就随之增加[1]。
因此，运行线路的日常巡检中需要对弧垂进行实时监测，将弧垂控制在规程要求的范围内以保证线路和被跨越设备的安全。
传统的导线弧垂实测计算方法主要有角度法、驰度板观测法和中点高度法[2-4]等，这些方法均存在测量难度大、实时性差，或者误差较大的问题。
随着现代测量技术的不断发展和各类先进工程测量仪器的开发，基于先进的测量仪器和计算平台（包括计算机算法[5]、图像识别技术[6-7]、光纤光栅应变传感器[8]、LabVIEW平台[9]、J2ME技术[10]以及电场逆运算原理[11]等）的弧垂测量新方法应运而生。
利用图像处理技术进行弧垂计算有全景拼接数码照片[12]和计算机视觉原理标定线路坐标值[13]等方式。
其中，全景拼接技术在实际操作中，容易出现拼接失真而带来较大的计算误差；利用计算机视觉原理计算弧垂时需要标定线路坐标值，在地形环境复杂的地区难以进行准确标定坐标值，甚至是无法完成的。
基于双向近景摄影方式的输电线路弧长及弧垂的测量开题报告一、选题依据现代电力系统是国民经济发展的重要支撑，而输电线路是电力系统中至关重要的组成部分，其安全稳定运行意义重大。
因此，对输电线路进行精确实时的监测和测量以及信息采集和传输具有非常重要的现实意义。
传统的输电线路监测方式主要采用人工巡视或飞行器拍照等方式，工作量大、效率低、精度不高以及安全风险较高，难以应对复杂多变的环境要求。
近年来，随着电子科技和计算机技术的发展，双向近景摄影技术被应用于输电线路的弧长及弧垂测量中，其优势是安全、高效、准确等优点。
因此，本课题选取基于双向近景摄影方式的输电线路弧长及弧垂的测量作为研究内容，旨在提高测量效率和精度，提高输电线路的安全稳定运行水平。
二、研究目的本研究旨在探究基于双向近景摄影方式的输电线路弧长及弧垂的测量方法，完成以下目标：1.分析传统输电线路测量方法的不足，了解基于双向近景摄影方式的测量技术基础；2.研究如何采用数学方法和计算机技术，对双向近景图像进行处理，获得输电线路弧长及弧垂的准确测量结果；3.开发能够实现双向近景图像采集、处理和输出测量结果的软件系统；4.通过实验和实际应用验证所提出的基于双向近景摄影方式的输电线路弧长及弧垂的测量方法的准确性和可行性。
三、研究内容本研究的主要内容是探究基于双向近景摄影方式的输电线路弧长及弧垂的测量方法，具体研究内容包括：1.调研和分析线路测量的现状和发展趋势，查阅相关技术资料和文献，研究双向近景摄影方式的基础原理和应用前景。
2.探究双向近景摄影方式的输电线路弧长及弧垂的测量方法，将所得到的图像进行校正和配准，进行三维坐标系转换和轮廓提取、拟合。
3.基于计算机视觉和图像处理技术，在处理过程中应用数学算法与数学模型，采用Python和Matlab等编程软件进行开发。
4.进行实验和应用测试，将测量结果与实际线路进行比对，评估测量方法的可行性和准确性。
四、研究意义本研究的实施，具有以下重要意义：1.提高输电线路监测和测量的效率与精度，减少人工巡线和飞行器拍照的使用，降低成本，节省资源。
基于局部摄影的单目视觉输电线路弧垂测量
胡冠华;孙成会;申立群;胡涛
【期刊名称】《光学精密工程》
【年(卷),期】2024(32)8
【摘要】定期监测输电线路中导线弧垂的大小对输电线路的稳定运行有重要意义。
传统的弧垂测量方法操作复杂且耗时较长,应用单目视觉获取完整导线图像是一种
便捷的弧垂测量方法,但是当输电线路的档距过大时,相机受视场角和分辨率的限制,无法拍摄完整的导线,难以测量弧垂。
针对上述问题,设计了一种便捷可用的局部摄影测量方法,将IMU中的加速度计传感器与高分辨率工业单目相机结合,在已知少量输电线路参数的条件下,只需拍摄待测导线的左侧部分即可。
获得单幅导线图像后,引入语义分割技术提取图像中的导线,以摄影测量模型为基础将导线的实际点与对
应成像点建立联系,以此建立非线性方程组,经非线性求解恢复导线的三维形状,进而计算导线弧垂。
弧垂的测量相对误差可以控制在5%以内,满足实际应用需求。
【总页数】11页(P1175-1185)
【作者】胡冠华;孙成会;申立群;胡涛
【作者单位】东北大学机械工程与自动化学院;哈尔滨工业大学仪器科学与工程学
院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.基于倾角的输电线路弧垂对地高度测量方法
2.基于Android移动平台的输电线路弧垂测量技术研究
3.基于java实现的输电线路弧垂测量策略
4.基于无人机倾斜摄影技术的架空输电线路导地线弧垂测量系统研究
5.城市通信管道的规划设计探讨
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![一种基于输电线图像特征点的弧锤测量方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/dcd967fac281e53a5902ff75.png)
专利名称：一种基于输电线图像特征点的弧锤测量方法专利类型：发明专利
发明人：杜建超,王雪,肖嵩,周一廷,刘渊峰,黄锦波
申请号：CN201810695789.5
申请日：20180629
公开号：CN108805890A
公开日：
20181113
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于输电线图像特征点的弧锤测量方法。
其步骤为：(1)获取两幅输电线图像；(2)图像预处理；(3)提取特征点；(4)转换特征点坐标系；(5)坐标点曲线拟合；(6)计算输电线曲线弧锤值；(7)监测输电线的运行状态；本发明从无人机巡检采集的输电线图像提取的特征点，克服了需要在每个测量现场安装红外相机，特别无法进行人工作业的情况下无法对弧锤的测量的问题，然后对提取的特征点进行特征点坐标转换，空间曲线拟合，克服了以水平悬链线模型为前提，不是直接建立曲线模型，造成弧锤测量的精确低的不足。
本发明适用于在电网运行状态下进行弧锤测量，具有适用性强，测量精确度高优点。
申请人：西安电子科技大学
地址：710071 陕西省西安市雁塔区太白南路2号
国籍：CN
代理机构：陕西电子工业专利中心
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