(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 202210760412.X (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 国网安徽省电力有限公司淮南供电 公司 地址 232007 安徽省淮南市田家庵区淮舜 南路139号 申请人 中国科学技术大学 (72)发明人 邢应春　唐旭明　单晓锋　郭祥　 刘强　董二宝　陈宇涛　王亚豪　 柏光瑞　邱宇泽　 (74)专利代理 机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 专利代理师 刘兵 (51)Int.Cl. G06V 10/74(2022.01)G06V 10/82(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种配网带电作业机器人电力线实时姿态 估计方法 (57)摘要 本发明实施例提供一种配网带电作业机器 人电力线实时姿态估计方法， 属于自动化及机器 人技术领域。 所述方法通过 获取在同一帧下关于 电力线的RGB图像和深度图， 并根据RGB图像和深 度图获取关于该电力线的点云图， 在将该RGB图 像输入至Mask  R‑CNN模型后可以得到关于电力 线的掩模， 然后将该掩模和点云图匹配以得到关 于电力线的点云， 并将该关于电力线的点云进行 拟合， 以实现对电力线的姿态的估计 。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115100438 A 2022.09.23 CN 115100438 A 1.一种配网带电作业机器人电力线实时姿态估计方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取电力线的RGB图像和深度图； 根据所述RGB图像和所述深度图获取关于所述电力线的点云图； 将关于所述电力线的RGB图像输入至训练好的所述Mask  R‑CNN模型中， 以获取关于所 述电力线的掩 模； 获取所述电力线的掩 模在所述RGB图像中的第一像素区域； 获取所述点云图中每 个点云的第二像素区域； 将所述第一像素区域和所述第 二像素区域进行匹配， 得到与 所述掩膜对应的点云以作 为第一点云； 根据所述RGB图像判断所述电力线是否为 直线； 在判断所述电力线为直线 的情况下， 通过RANSAC算法对所述第一点云进行拟合， 以拟 合成直线， 且得到所述 直线的单位空间向量； 获取所述掩模的第二重心； 将所述掩模的第 二重心的像素点在所述第 一点云的位置作为所述直线的位置， 且所述 直线的位置和所述电力线的位置相同。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在判断所述电力线不是直线的情况下， 通 过B样条曲线对所述第一 点云进行拟合， 以得到所述电力线的姿态。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 在判断所述电力线不是直线的情况下， 通 过B样条曲线对所述第一 点云进行拟合， 以得到所述电力线的姿态包括： 获取关于所述电力线的第一 点云； 将关于所述电力线的第一 点云进行区域划分； 计算每个区域内所有的所述第一 点云的第一重心； 将所述第一重心 代表区域内所有的所述第一 点云； 获取每个区域内的所述第一重心， 将所述第一重心按照X轴方向排序； 将排序好的所述第一重心的坐标带入进1段3次的B样条曲线的公式(1)中确定控制点 的三维坐标： 其中， [xi,yi,zi]代表所述控制点Pi(i＝0,1,2,...,n)的三维坐标， t为所述B样条曲线 的单参数， 且t在预设阈值内变动， X(t)、 Y(t)、 Y(t)为所述第一重心的三维坐标， Fj,k(t)为 所述B样条曲线的基函数， j为所述基函数的序号,k 为所述基函数的次数， j∈[0,3]， k ＝3； 根据所述控制点的三维坐标和公式(2)得到所述电力线的姿态： 其中， p(t)为所述电力线的姿态。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 获取 所述掩模的第二重心包括： 获取所述掩模的灰度值； 根据公式(3)获取 所述掩模的图像的零阶矩和一阶矩；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115100438 A 2其中， V(r,s)表示所述掩模的图像在(r,s)点上的灰度值， M00表示所述掩模的图像的零 阶矩， M10、 M01表示所述掩 模的图像的一阶矩； 根据公式(4)求取 所述掩模的第二重心： 其中， (xc,yc)为所述掩 模的第二重心。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取不同条件下的所述电力线的图像； 构建初始Mask  R‑CNN模型； 将所述电力线的图像输入至所述初始Mask  R‑CNN模型中以对所述初始Mask  R‑CNN模 型进行训练。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 获取不同条件下的所述电力线的图像包 括： 获取白天晴天各个时间段光照条件下的所述电力线的图像和在阴天弱光条件下所述电 力线的图像。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取关于所述电力线的第一 点云； 获取通过 所述RANSAC算法得到的直线的拟合中心线； 根据公式(5)获取 所有所述第一 点云到所述拟合中心线的平均距离： 其中， 是通过RANSAC 算法得到的所述拟合中心 线， Ml(xl,yl,zl)是所述拟 合中心线上的一个点， MAE为所有所述第一点云到所述拟合中心线的平均距离， 是所述拟合中心线的单位空间向量， dn是点pn(xpn,ypn,zpn)到所述拟合 中心线的距离； 根据所述第一 点云到所述拟合中心线的平均距离和公式(6)获取 所述电力线的直径： 其中， D为所述电力线的直径。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述电力线的RGB图像和深度图通过双目 相机获取。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115100438 A 3