[0001] 本实用新型涉及电力系统输配电行业飞行器巡线自动检测技术领域，尤其涉及一种快速、低成本的输电线路测距装置。

[0002] 目前，电力公司对输电线路的维护、检测和抢修等作业，基本上依然按照区段划分任务，依靠人工现场对线路巡情况进行检查。线路缺陷发现的及时和准确性，取决于巡线员业务能力、责任心和班组管理人员的监察巡视的落实，因此，现有方法不能避免的会因巡视不到位引发的各种事故的发生。同时，有些输电线路架设在深林、湿地、高山地区，人员到达缓慢、困难、效率低，不可能做到定期巡视维护，冰雪、地震、洪涝灾害等恶劣自然条件下巡检难度更大。目前取代人工巡线的主要方法是采用无人机巡检作业，包括遥控巡检飞行和自主避障跟踪巡检飞行两种作业方式，两种作业方式都需要飞行器与输电线路保持合理的距离和相对位置，方便的线路跟踪、避障技术等。所以设计提供一种由无人飞行器搭载的，能够自动识别输电线路空间位置，进而为飞行器提供导航、跟踪、控制信号的空中跟踪传感装置，以实现飞行器的避障、自动跟踪巡线飞行功能，具有非常广阔的市场前景。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是提供一种快速、低成本的输电线路测距装置，能够快速、重量轻、实时性好且宜于实现，并在利用普通单片机和简易摄像头得以实现的装置，装置搭载无人机进行工作。

[0004] 本实用新型采用的技术方案为：

[0005] 一种快速、低成本的输电线路测距装置，包括第一摄像机、第二摄像机、图像处理电路和中央处理器，所述的第一、第二摄像机的输出端分别通过图像处理电路连接中央处理器的输入端，所述的图像处理电路采用浮动阈值处理电路，所述的浮动阈值处理电路包括有反向保护电路、低通滤波电路、信号放大电路、峰值保持电路、电压跟随器、电压比较器和幅值可调的阀值电压生成器，所述的反向保护电路的输出端依次通过低通滤波电路、信号放大电路、峰值保持电路、电压跟随器与电压比较器输入端相连接，幅值可调的阀值电压生成器的输入端与12伏稳压电源相连接，输出端分别与信号放大电路、电压跟随器与电压比较器的电压接入端。

[0006] 所述的反向保护电路采用反向保护二极管。

[0007] 所述的第一摄像机、第二摄像机的型号、参数均相同，二者分辨不高于320×240像素，总有效像数7.68万，输出速率25帧/每秒。

[0008] 本实用新型由一个或若干个微型摄像头和单片机最小系统组成，摄像头从线路侧面摄取空间输电线的连续图像，每秒25帧，单片机对每帧图像信号进行采集、处理。摄像头摄取的每帧图像包含m×n（列数×行数）个像素信号，经二值化处理后以串行通信方式传送给单片机，单片机依据特别设计的方法对m×n个数据进行识别、处理，处理结果经过与标定阈值比较、换算后，输出距离信息发送给无人机飞控系统，单片机完成一帧图像的采集、处理、比较、输出后，转而对下一帧图像重复上述过程，循环往复直至停机，其间摄像头与单片机保持同步工作。

[0012] 以下将对本实用新型的优先实施例进行详细的描述；应当理解，优先实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。如图1、2和3所示，本实用新型包括第一摄像机、第二摄像机、图像处理电路和中央处理器，所述的第一、第二摄像机的输出端分别通过图像处理电路连接中央处理器的输入端，所述的图像处理电路采用浮动阈值处理电路，所述的浮动阈值处理电路包括有反向保护电路、低通滤波电路、信号放大电路、峰值保持电路、电压跟随器、电压比较器和幅值可调的阀值电压生成器，所述的反向保护电路的输出端依次通过低通滤波电路、信号放大电路、峰值保持电路、电压跟随器与电压比较器输入端相连接，幅值可调的阀值电压生成器的输入端与12伏稳压电源相连接，输出端分别与信号放大电路、电压跟随器与电压比较器的电压接入端。

[0013] 本实用新型首先将CCD视频输出的脉冲调制信号经过低通滤波器滤波后变成时间上连续的模拟信号。按照对图像分辨率的要求，用采样/保持电路对连续的视频信号在时间上进行间隔采样，把CCD视频信号变成模拟的离散信号，由A/D转换器再将模拟信号转换成数字信号。即CCD视频信号→低通滤波→采样/保持→A/D转换→输出。如图3所示，D1为反向保护二极管，R1，C1为低通滤波器；IC1为信号放大器（R2分压电阻，R3反馈电阻，R4输出耦合电阻）；C2，R5，C3构成峰值保持电路；IC2为电压跟随器，IC3为电压比较器(R10反馈电阻)；RW，R6，R7，R8，R9，T1，C4提供一个幅值可调的阈值电压。针对图中所述连接关系十分清楚，在此不在赘述。本实用新型使电压比较器的阈值电平随CCD输出视频信号的幅值变化而浮动（R2输出），这样在测量时背景亮度变化引起CCD输出信号变化时，可以通过电路将CCD输出视频信号幅值的变化关联到阈值电平上，使阈值电平跟随变化，从而抵消CCD输出视频信号因背景亮度不同造成的误差。

[0014] 在无人飞行器巡线过程中实时监测无人飞行器与输电线间的距离，由装置上的摄像头摄取输电线路沿线的图像信息，经由单片机中的特别算法处理程序处理，实时输出距离、速度信号给无人飞行器的飞控系统，提供飞行控制为无人飞行器的壁障、循迹、自主飞行提供必要的保障。

[0015] 本实用新型采用第一、第二两台摄像头（通常情况下两台，根据需要也可以三、四台）、单片机最小系统和安装底板组成，软件包括数据采集、数据处理、参数计算与输出。在无人飞行器巡线过程中，摄像头分别摄取侧面和前方的输电线图像，通过特别设计的处理算法对数据进行采集、处理、结算参数、输出，为飞控系统控制飞行器的航迹提供依据。

[0016] 所以本实用新型采用低成本的普通摄像头，分辨最高为320×240像素，总有效像数只有7.68万，输出速率25帧/每秒（满足人眼视觉上形成连续动画的最低要求，>24帧/每秒），实际摄取图像二值化后的效果显然，由于像素低（对应的处理时间短，实时性好），所以图像平滑性不好，造成在不同的列采集计算线径其结果不同，如何有效、快速的解决此问题，便是本实用新型解决的技术问题。