1.一种使用无人机巡线的距离和方位角测量系统的测量方法,其特征在于,所述无人机巡线的距离和方位角测量系统包括:包括无人机、无人机搭载的双目相机和机载计算机;机载计算机包括图像处理模块和数据处理模块;双目相机用来采集电力线图像信息,并将采集到的图像信息传输给图像处理模块;双目相机两个镜头的成像芯片处于同一平面;图像处理模块负责对双目相机传输来的图像信息进行处理;将图像信息转换成数据信息;并将数据信息发送给数据处理模块;数据处理模块负责对数据信息进行处理,从而得出无人机到电力线之间的距离和无人机的方位角;所述方法包括以下步骤:S1:在无人机起飞执行任务前,调整双目相机,对相机全视场进行全部定标;S2:控制无人机对电力线进行巡线,采集电力线图像信息,并将图像信息传输给图像处理模块;S3:图像处理模块对S2获得的图像进行灰度化、二值化、形态学滤波、hough直线拟合处理,计算得到电力线偏离双目相机成像芯片构成的成像平面中心的距离;S3包括以下步骤:S3.1:将S2采集的图像信息进行灰度化,图像中像素值若小于预设阈值,则将其置255,否则置0;S3.2:遍历灰度图像的全部像素,完成二值化;S3.3:对S3.2获得的二值图像进行形态学滤波;进行开运算处理,使得电力线区域的连通域与背景区分开;S3.4:检测二值图像中的连通域,计算连通域的最小外接矩形,设该矩形的长边为w r ,短边为h r ;计算该连通域的线状指标μ=w r /h r ;若μ大于预设阈值,则将该连通域认定为电力线;S3.5:对电力线的连通域进行图像细化处理,提取骨架信息,获得骨架图像;S3.6:对骨架图像进行hough直线拟合,得到直线方程;S3.7:分别计算双目相机成像芯片构成的成像平面中心点坐标到拟合得到的电力线直线方程的垂直距离,得到电力线偏离双目相机成像芯片构成的成像平面中心的距离;S4:数据处理模块根据S3所获得的电力线偏离双目相机成像芯片构成的成像平面中心的距离,计算出无人机到电力线之间的垂直距离和无人机的方位角。
2.根据权利要求1所述的使用无人机巡线的距离和方位角测量系统的测量方法,其特征在于,S2中无人机巡线过程中需控制无人机,使得无人机搭载的双目相机成像芯片构成的成像平面与电力线处于平行状态。
3.根据权利要求2所述的使用无人机巡线的距离和方位角测量系统的测量方法,其特征在于,S4中无人机到电力线之间的垂直距离和无人机的方位角的计算为:根据无人机与电力线的位置关系以及双目测距原理和相似三角形原理,计算出电力线和无人机的垂直距离和无人机的方位角。
4.根据权利要求3所述的使用无人机巡线的距离和方位角测量系统的测量方法,其特征在于,无人机到电力线之间的垂直距离的计算公式为:式中,h为电力线和无人机之间的垂直距离,f为相机的焦距,b为两个镜头之间的距离,δ为无人机水平飞行方向与电力线的夹角,x 1 为距离电力线近的双目相机成像芯片构成的成像平面中心点坐标到拟合得到的电力线直线方程的垂直距离,x 2 为距离电力线远的双目相机成像芯片构成的成像平面中心点坐标到拟合得到的电力线直线方程的垂直距离。
5.根据权利要求4所述的使用无人机巡线的距离和方位角测量系统的测量方法,其特征在于,S4中无人机的方位角的计算公式为:θ=β-γβ=arctan(x 2 /f)x 2 2 +f 2 =d 2式中,θ为截平面上无人机巡线时与电力线之间的方位角,D为距电力线较远的镜头光心到电力线的距离;β为截平面上电力线到无人机镜头平面之间的垂直线与电力线到距离电力线较远的镜头之间的连线所形成的夹角;γ为电力线到距离电力线较远的镜头之间的连线与电力线到两镜头之间的中点连线;d为距离电力线远的镜头光心到电力线在该镜头的成像点之间的距离;其中,截平面为与电力线垂直的平面,且双目相机两个镜头的光心位于所述平面上。