(1)研究背景

目前对电力供应设施的可靠性要求越来越高。采用高压和超高压架空电力线路进行电力输送是长距离输配电力的主要方式。在这种方式下,电力线及杆塔附件长期暴露在自然环境中,受到各种自然力的作用。在潮湿的情况下, 在电线周围的风筝、气球或丝带的干扰下，会导致严重的短路故障, 特别是在传输路线中, 架空建筑车辆的不适当升降操作可能会导致接地故障。导致大停电, 甚至人员伤亡, 这些事故造成了大量的财产损失。因此电力公司要对线路设备进行定期巡检，从而确保电力系统的安全、稳定和可靠运行。

双目摄像的原理类似于人眼成像，它包含两个左右并行摄像头，在同一时间段内同步拍照，利用左右图片的差距进行计算，获得目标物体与定点之间的距离信息。采用双目视差理论获取传输线的场景能减少单眼视觉系统误报和漏报。目前，在四旋翼飞机上装设双目摄像头进行电力巡线检测，计算出危险因素的空间坐标和线路，将极大地提高输电线路日常巡查和异常应急处理的效率，大量节约巡线成本和降低劳动强度，使得电力供应设施更加可靠。

（2）国内外研究现状

目前, 国内外电力线路检查和维护任务由巡线员执行。随着输电线路检测范围的不断扩大和地理环境的日益复杂化, 巡线员不足的问题越来越严重。而且工作强度大、效率低、缺乏数据支撑、大量人力资源的需求成本高昂，不能适应电力系统现代化和电网智能化的要求。为了改善这一现状, 于是在架空线路上设置摄像头并将拍摄的视频被传送到控制中心。单目相机通常用于检测风险与损失的深度信息。视觉检查不是很有效的, 非常主观, 所以一些危险因素可以忽略。四旋翼飞机辅助检查也越来越普遍地用于电力线路检查。比徒步巡逻更有效, 而且四旋翼辅助检查线路故障更全面。

直升机辅助检查是直升机沿电力线路飞行,工作人员用肉眼或机载摄像设备观测和记录沿线异常点的情况。这种检测方式检查费用更高, 无法实施连续监测，而且危险性大,在国外已经多次发生巡检直升机坠机事故。与直升机不同的是，四旋翼飞机不会受到直升机飞行所困扰的上升气流问题和直面来风对飞机姿态的影响，四旋翼飞机无人驾驶，自动导航循迹，安全系数高。因此，选择四旋翼飞机作为电力巡线的运载工具，有着无可比拟的优越性。

本系统通过由FPGA组成的高性能硬件架构来通过双目摄像头进行深度测量。四旋翼飞机上的立体视觉系统使用Verilog进行设计和编码，并使用Altera的FPGA实现。利用立体视觉的基本几何模型建立相机标定模型，标定完毕后通过算法将双目摄像头图像转化为深度图和视差图对巡线故障进行检测。

2. 研究的基本内容与方案

一、研究内容

1. 了解FPGA的功能和使用方法；

2. 熟悉Verilog语言和设计技巧；