(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 202211524412.6 (22)申请日 2022.12.01 (71)申请人 成都信息工程大学 地址 610000 四川省成 都市西南 航空港经 济开发区学府路1段24 号 申请人 国网四川省电力公司电力科 学研究 院 (72)发明人 谢晓娜　常政威　陈明举　邓元实　 熊兴中　谢正军　蒲维　吴杰　 丁宣文　张葛祥　张江林　刘甲甲　 王振玉　徐智勇　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 史丽红(51)Int.Cl. G01S 19/45(2010.01) G01S 19/46(2010.01) G01C 21/00(2006.01) G06T 7/277(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 17/00(2006.01) G06V 20/62(2022.01) H04W 4/33(2018.01) H04W 64/00(2009.01) (54)发明名称 电力作业现场的高精度空间定位方法、 系 统、 设备及 介质 (57)摘要 本发明公开了电力作业现场 的高精度空间 定位方法、 系统、 设备及介质， 本发明属于空间定 位技术领域， 包括基于视觉定位技术， 获取电力 作业运动目标的定位； 根据电力作业运动目标的 定位， 对电力作业运动目标进行图像分析， 得到 电力作业运动目标的特征信息并构建电力作业 运动目标的三维模型； 根据特征信息细化电力作 业运动目标的三维模型， 得到高精度三维模型并 实时更新所述高精度三维模型在三维场景中的 定位。 通过在动态目标上配带UWB或北斗定位标 签， 在运动目标定位的基础上进行图像处理， 实 现运动目标在三维场景中的精细化重构， 从而获 得动态目标的实时位置信息并在三维场景中实 时更新动态目标模型位置 状态。 权利要求书2页 说明书11页 附图3页 CN 115542362 A 2022.12.30 CN 115542362 A 1.电力作业现场的高精度空间定位方法， 其特 征在于， 包括： S1、 基于视觉定位技术， 获取电力作业运动目标的定位； 其中， 对室内的电力作业运动 目标采用UWB辅助视觉定位技术， 对室外的电力作业运动目标采用北斗辅助视觉定位技术； UWB辅助视 觉定位技术包括UWB辅助的被动视频定位； S2、 根据电力作业运动目标的定位， 对电力作业运动目标进行图像分析， 得到电力作业 运动目标的特 征信息并构建电力作业 运动目标的三维模型； S3、 根据特征信息细化电力作业运动目标的三维模型， 得到高精度三维模型并实时更 新所述高精度三维模型在三维场景中的定位。 2.根据权利要求1所述的 电力作业现场的高精度空间定位方法， 其特征在于， 所述UWB 辅助的被动视频定位的方法包括： 通过两个相机形成的双目视觉系统对电力作业运动目标进行定位， 获得电力作业运动 目标在空间中的位置信息； 基于UWB模型对电力作业 运动目标进行定位， 获得电力作业 运动目标的UWB定位信息； 综合电力作业运动目标在空间中的位置信息和电力作业运动目标的UWB定位信息， 获 得电力作业 运动目标的定位。 3.根据权利要求2所述的电力作业现场的高精度空间定位方法， 其特征在于， 综合电力 作业运动目标在空间中的位置信息和电力作业 运动目标的UWB定位信息的方法如下： 将双目视觉系统测得的位置、 航向和UWB模型测得的位置作 为观测值， 建立UWB/视觉融 合观测方程； UWB/ 视觉融合观测方程如下： 上式中， 表示双目视觉系统vision测量的平面坐标， 表示 UWB测量的平面坐标， 表示双目视觉系统的位置测量误差， 表示 UWB 位置测量 误差， 表示双目视觉系统测量的平面坐标与UWB测量的平面坐标之 间的偏转角， 表示中 间矩阵。 4.根据权利要求3所述的 电力作业现场的高精度空间定位方法， 其特征在于， UWB模型 的构建方法如下： 建立改进的抗差 EKF模型， 并采用改进的抗差 EKF模型作为UWB模型的标准模型； 采用统计方法判断改进的抗差 EKF模型是否存在粗差； 如果存在粗差， 则调用鲁棒EK F模型作为改进的抗差 EKF模型。 5.根据权利要求1所述的电力作业现场的高精度空间定位方法， 其特征在于， 北斗辅助 视觉定位技术的定位方法包括： 基于卡尔曼 滤波模型和作业 边界线预测位置， 获取感兴趣区域；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115542362 A 2对感兴趣区域进行图像边 缘检测， 获取定位区域； 通过多目视觉传感器构建多目视觉测量模型， 通过多目视觉测量模型在定位 区域中构 建多目视 觉坐标； 基于加权LM算法， 对通过多目视觉测量模型在定位区域中构建的多目视觉坐标进行优 化， 得到优化多目视 觉坐标； 基于北斗 定位技术， 将优化多目视 觉坐标转 化为全球定位系统的坐标。 6.根据权利要求5所述的电力作业现场的高精度空间定位方法， 其特征在于， 基于卡尔 曼滤波模型， 通过多个视 觉传感器动态获取感兴趣区域的方法如下： 基于卡尔曼 滤波预测当前直线位置， 获得第一动态感兴趣区； 基于投影法预测作业边界线在图像坐标中所在列号， 以该列号为基准， 结合当前摄像 头调用情况， 获得第二动态感兴趣区。 7.根据权利要求5所述的电力作业现场的高精度空间定位方法， 其特征在于， 基于加权 LM算法， 对通过多目视觉测量模型在定位区域中构建的多目视觉坐标进行优化的方法如 下： 采用最小化重投影误差对物点变换至第 i个多目视觉传感器后得到的图像坐标进行非 线性优化； 将多目视觉传感器到物体的距离进行归一化处理， 并将归一化处理后的距离的倒数转 化为加权因子； 通过加权因子构建目标函数， 将多目视觉坐标代入目标函数进行计算， 得到优化多目 视觉坐标。 8.电力作业现场的高精度空间定位系统， 其特 征在于， 包括： UWB辅助视频定位模块， 所述UWB辅助视频定位模块用于获取室内电力作业运动目标的 定位， 所述UWB辅助视频定位模块包括用于初始化环境图像和IMU数据的初始化单元、 用于 获取视觉坐标的视 觉/惯性组合单 元和用于获取UWB坐标的超宽带 单元； 北斗辅助视觉定位模块， 所述北斗辅助视觉定位模块用于获取室外电力作业运动目标 的定位， 所述北斗辅助视觉定位模块包括用于减少环境因素对作业边界线提取的动态感兴 趣区域模块、 用于构建多目视觉区域坐标的多目视觉模块和用于将多目视觉区域坐标转化 为全球定位系统坐标的北斗 定位模块。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的电力 作业现场的高精度空间定位方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器 执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电力作业现场的高精度空间定位方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115542362 A 3