福建省电力有限公司检修分公司 福建 361000
摘要：测量设备车辆与带电体之间的距离在电力工程施工和电力设备检修中具有重大意义。本文提出一种基于增强现实的空间距离测量技术，通过图像特征点跟踪算法快速测量两个待测点之间的夹角，激光测距模块得到测量者与待测点距离，并引入吊车、卡车等虚拟物体参与测量，用余弦定理即可快速得到距离。具有精度高、轻便易用、测量快速的优点。
关键词：增强现实、图像特征点跟踪算法、余弦定理、安全距离
0 引言
人与带电体、带电体与带电体、带电体与地面(水面)、带电体与其他设施之间需保持的最小距离，称为安全距离。安全距离应保证在各种可能的最大工作电压或过电压的作用下，不发生闪络放电，还应保证工作人员对电气设备巡视、操作、维护和检修时的绝对安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆车辆 (包括装载物)外廓至无遮栏带电部分之间的安全距离330kV为3.25m，500kV为4.55m，220kV为2.55m，110kV为1.65m，35kV为1.15m，10kV为0.95m[1]。电力工程施工和电力设备检修过程中吊车、水泥搅拌车、高空车等大型机械车辆经常需要在带电设备附近工作，需要快速准确地测量安全距离是否符合条件，传统的测量方法需要依靠全站型电子测距仪，该仪器体积和重量较大，操作复杂，使用前需要支好三脚架进行调平等准备工作，而且价格十分昂贵，配备到一线班组成本高昂。
本文提出一种基于增强现实的空间距离测量技术，能快速、轻便、成本低廉地得到空间中任意两点的距离。
1 空间中任意两点距离测量
设测量者在O点，A点与B点为待测距离两端，只需要得到OA、OB长度及其夹角，就可以通过余弦定理算出AB长度。技术方案分为七个步骤：
步骤一，摄像头与激光测距仪平行固定，确保激光光斑与视频中心重合；步骤二，摄像头视频中心对准A点，激光测距仪测量OA长度。使用SURF特征检测算法等检测视频图像中间区域的特征点，得到P1，P2...Pn；步骤三，摄像头转动到B点，转动过程中，每隔10帧得到特征点新的坐标，并计算出移动矢量；步骤四，对移动矢量进行滤波，其算法是，将整个数值范围均分为N个区间（N为跟踪的特征点总数除以5），算出包含最多数值的区间i，忽略大于区间i最大值的数值，并把其余数值求平均，就得到滤波后的移动矢量；步骤五，累加摄像头转动过程中得到的所有移动矢量，得到摄像头转动像素矢量；步骤六，设摄像头每个像素对应角度，像素移动矢量，则摄像头转动角度；步骤七，摄像头对准B点，激光测距仪测量到B点距离D2，根据余弦定理，AB间距离。
转动摄像头过程中操作者手部抖动和少许位移并不会严重影响检测精度。设操作者手持过程中难以避免的少许移动d，镜头到待测物体距离L，则因为抖动产生的角误差为，正常遵守测量方法d不大于0.05m，而L一般大于10m，则，角度误差极小，符合大多数场合的测量精度要求。
此外，还可以在测量中引入虚拟物体，用来模拟吊车、高空车等大型设备进场后的放置情况，可以设置虚拟吊车位置、吊臂摆动，检测安全距离是否足够。
2 总结
该测量技术测量方法简单容易操作，耗时极短，从准备到完成测量只要几秒时间，且成本低廉，不需要高精密的转动机构就能达到工业级的测量精度，体积和重量小，单人掌上即可携带。
参考文献:
[1]国家电网公司. 国家电网公司电力安全工作规程.2016.
论文作者:黄志东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
标签：测量论文; 距离论文; 摄像头论文; 矢量论文; 步骤论文; 余弦论文; 吊车论文; 《防护工程》2018年第29期论文;