(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210937648.6 (22)申请日 2022.08.05 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司盐城供电 分公司 地址 224000 江苏省盐城市解 放南路189号 (72)发明人 成云朋　张庆富　王鑫　冯兴明　 王永　张济韬　李建华　张学波　 (74)专利代理 机构 南京德吉成专利代理事务所 (普通合伙) 32665 专利代理师 马良涛 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 5/00(2006.01)G06T 5/20(2006.01) G06T 5/40(2006.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于三目视 觉的电力线三维重构方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于三目视觉的电力线 三维重构方法， 包括以下步骤： (1)： 利用三目相 机拍摄目标输电线路图像， 获得三目图像以及相 机拍摄时的滚转角； (2)： 利用Bouguet算法分别 对图像信息进行初次校正； (3)： 通过平移顶 摄像 机和右摄像机完成顶摄像机和右摄像机的二次 校正， 校正后得到三目图像； (4)： 根据相机姿态 确定电力线的匹配对； (5)： 提取与 拟合匹配对中 的电力线； (6)： 利用极线约束对配对中的电力线 进行匹配并重建左图电力线的三维向量。 本发明 提供一种基于三目视觉的电力线三维重构方法， 实现输电线路的准确定位， 降低巡检人员工作强 度与危险系数， 提高工作效率。 权利要求书3页 说明书5页 附图2页 CN 115375762 A 2022.11.22 CN 115375762 A 1.一种基于三目视觉的电力线三维重构方法， 其特征在于， 所述电力线三维重构方法 包括以下步骤： 步骤(1)： 利用三目相机拍摄目标输电线路图像， 获得三目图像以及相机拍摄时的滚转 角 θz； 步骤(2)： 利用Bouguet算法分别对{Ileft,Iright}、 {Ileft,Iup}进行初次校正； 步骤(3)： 通过平移顶摄像机和右摄像机完成所述顶摄像机和所述右摄像机的二次校 正， 校正后得到三目图像{I1,I2,I3}， 其中I1， I2的极线与图像横轴平行， I1， I3的极线平行于 图像纵轴且I1， I2的横向视 差与I1， I3的纵向视 差相等； 步骤(4)： 根据相机姿态 θz确定电力线的匹配对 步骤(5)： 提取与拟合 中的电力线； 步骤(6)： 利用极线约束对Matc hl中的电力线 进行匹配并重建左图电力线的三维向量。 2.根据权利要求1所述的一种基于三目视觉的电力线三维重构方法， 其特征在于， 所述 三目相机模块包括三个参数相同的摄像机组成垂 直双基线 结构的三目相机， 并在云台上设 置有水平仪， 用于实时测量相机拍摄时的滚转角。 3.根据权利要求1所述的一种基于三目视觉的电力线三维重构方法， 其特征在于， 步骤 (2)具体包 含以下步骤： 21)根据张氏标定法获得所述三目相机的标定参数， 利用Bouguet算法构造Ileft， Iright 的旋转矩阵Rl， Rr对{Ileft,Iright}进行初次水平校正； 22)将O'l‑xyz， O'r‑xyz围绕着各自的光心同时旋转 得到新的坐标系O ”l‑xyz， O”r‑xyz， 则 O”l‑xyz与Ol‑xyz重合； 旋转后得到行对准图像{I'left,I'right}， 且I'left＝Ileft； 23)重复步骤21)对{Ileft,Iup}进行校正， 得到左目相机和上目相机的整体旋转矩阵Rl2， Ru， 校正后左目相机、 上目相机坐标系为O'l2‑xyz， O'u‑xyz； 24)重复步骤22)将O'l2‑xyz， O'u‑xyz围绕着各自的光心同时旋转 得到新的坐标系 O”l2‑xyz， O”u‑xyz， 则O”l2‑xyz与Ol‑xyz重合； 旋转后得到列准图像{I ”left,I'up}， 且I”left＝ Ileft。 4.根据权利要求3所述的一种基于三目视觉的电力线三维重构方法， 其特征在于， 步骤 21)具体包 含以下步骤： a.首先将{Ileft,Iright}之间的变换矩阵Rlr划分为左右相机的合成矩阵rl， rr， 其中 b.创建{Ileft,Iright}之间的平移向量Tlr方向的旋转矩阵Rrect使得基线与成像平面平 行； Rrect＝[e1 e2 e3]T 其中， e1＝Tlr/||Tlr||为与平移向量Tlr同方向的极点， 和 分 别为x、 y和z方向上的平移向量； 为图像平面方向的向量； e3＝e1 ×e2为垂直于e3与e3所在平面的向量； c.根据下式获得左右相机的整体旋转矩阵Rl， Rr； 左右相机坐标系Ol‑xyz， Or‑xyz乘以各 自的整体旋转矩阵Rl， Rr使得左右相机的主光轴平行， 且像平面与基线平行， 旋转后左 右相权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115375762 A 2机坐标系为O'l‑xyz， O'r‑xyz； 5.根据权利要求1所述的一种基于三目视觉的电力线三维重构方法， 其特征在于， 步骤 (3)具体包 含以下步骤： 31)利用SURF算法获取三目图像{Ileft,I'right,I'up}特征点坐标， 三目图像特征点定义 为： 其中Pos1、 Pos2和Pos3分别为Ileft、 I'right和I'up的特征点参数， mp、 np和zp分别为Ileft、 I'right和I'up中特征点的总 数目， 为Ileft中第ip1个特征点坐标， 为I’right中 第jp1个特征点坐标； 为I’up中第qp1个特征点坐标； 32)计算Ileft、 I'right的特征点参数Pos1、 Pos2中所有点的欧式距离， 选择欧式距离最小的 点作为粗略匹配点， 按欧氏距离升序对粗略匹配点进行排序， 删除异常点， 选择前kp个匹配 点， 定义为 同理， 计算Ileft、 I'up的特征点参数Pos1、 Pos3 中所有点的欧式距离 ， 根据欧式距离进行排序 ， 选择前kp个匹配点 ， 定义为 根据 中的共有的左目特征点坐标， 重新定 义三目图像匹配点为 其中匹配点的数目为 n； 33)标定带来的误差会使得初次校正后的左目图像和右目图像极线并不完全平行于横 轴； 由于校正后应使得Ileft、 I’right的对应特 征点的纵坐标相等， 因此： 而 以 作为新的主点坐标， 重复步骤23) ‑24)重新对右摄像机进行校正 得到校正后的右目图像I2； 34)对于横向偏移， 由于校正后应使得Ileft、 I’up的对应特 征点的横坐标相等， 因此： 对于纵向偏移， 由于校正后Ileft、 I’up之间的纵向视差应与Ileft、 I’right的横向视差相 等， 因此： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115375762 A 3