本发明涉及电力系统安全器具管理，具体为基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法及系统。
背景技术：
1、安全工器具是电力系统工作人员的生命保障，因此电力系统安全工器具的存放和管理显得尤为重要。传统的安全工器具管理方式存在诸多问题，
2、传统库房管理通常需要进行手动盘点，耗费时间且容易出现错误。
3、工器具位置不清晰，可能难以准确追踪每个工器具的位置，特别是在大型库房中。这些问题不仅影响了工作效率，而且给电力生产带来了潜在的安全隐患。为了解决上述问题，利用多个摄像头的位置关系和工器具在二维画面中的定位信息，通过三角测量或其他三维重建方法，推算出每个工器具在三维空间中的准确位置，让使用人员能快速领取和归还工器具。
4、当前安全工器具管理采用rfid赋码管理，主要针对全部安全工器具出入库管理，在安全工器具上粘贴rfid标签，用来判断安全工器具是否在库房。
5、在现有技术cn112036532a一种智能型电力安全工器具管理系统及方法中公开了通过货架天线和门禁天线分别向rfid标签发射射频信号，根据rfid标签反馈的无线信号强度值来获取rfid标签与货架天线以及门禁天线之间的距离，进而根据rfid标签与货架天线以及门禁天线之间的距离判断工器具的借用或归还的登记状态，达到准确判断工器具出入库状态的目的。在现有技术中，利用rfid标签对安全工器具进行出入库的管理，但是在库房内的实际位置定位并不精确，在实际使用中影响工作效率，同时会给电力生产带来了潜在的安全隐患。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法及系统。
2、本发明的技术方案如下：
3、一方面，本发明提出基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法，具体步骤包括：
4、在每个工器具正面的显著位置附加一个可识别的唯一标识条码；
5、在工器具库房内安装若干个不同角度的摄像头分别正对库房内放置工器具的各面墙壁，并通过摄像头获取工器具库房内的实时画面，选取实时画面中的各工器具，同时记录各工器具在各二维画面中的平面坐标点集合；
6、利用预设算法提取二维画面中各工器具表面的特征数据以及特征点，将各工器具的特征数据、坐标点集合和特征点与对应工器具的唯一标识条码进行绑定；
7、在寻找工器具时，根据目标工器具的特征点、坐标点集合、特征数据及所在墙面对应角度摄像头的标定参数，对目标工器具进行三维重建，并获取目标工器具的三维点云数据，确定目标工器具在三维空间的精确位置；
8、在归还工器具时，根据目标工器具所在墙面对应的摄像头，扫描墙面所有工器具表面的标识条码，读取所有的特征点，与目标工器具的特征点比较，确认工器具是否归还。
9、作为优选实施方式，所述特征数据包括工器具的轮廓、工器具的纹路、工器具的颜色和工器具的大小。
10、作为优选实施方式，所述根据目标工器具的特征点、坐标点集合、特征数据及所在墙面对应角度摄像头的标定参数，对目标工器具进行三维重建步骤具体为：
11、首先，通过目标工器具的特征点以及所在墙面对应角度摄像头的标定参数，确认目标工器具在三维空间内的具体坐标，具体公式如下：
12、[[u，v]＝p[x，y，z]]
13、式中，u和v是摄像头视角下的对应像素坐标，p是相机的投影矩阵；
14、确定目标工器具的三维空间坐标后，再结合目标工器具表面的特征数据以及平面坐标点集合对目标工器具进行三维模型的重构，完成目标工器具的三维重建。
15、作为优选实施方式，所述利用预设算法提取二维画面中各工器具的特征点步骤中利用预设算法构建数学模型，该数学模型具体为：
16、
17、式中，x和y表示特征点的横纵坐标，σ表示特征点的角度，和分别表示图像灰度值l关于水平方向x和垂直方向y的二阶偏导数。
18、另一方面，本发明提出一种基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位系统，包括：
19、工器具赋码模块，在每个工器具正面的显著位置附加一个可识别的唯一标识条码；
20、工器具平面坐标提取模块，在工器具库房内安装若干个不同角度的摄像头分别正对库房内放置工器具的各面墙壁，并通过摄像头获取工器具库房内的实时画面，选取实时画面中的各工器具，同时记录各工器具在各二维画面中的平面坐标点集合；
21、工器具特征绑定模块，利用预设算法提取二维画面中各工器具表面的特征数据以及特征点，将各工器具的特征数据、坐标点集合和特征点与对应工器具的唯一标识条码进行绑定；
22、工器具出库定位模块，在寻找工器具时，根据目标工器具的特征点、坐标点集合、特征数据及所在墙面对应角度摄像头的标定参数，对目标工器具进行三维重建，并获取目标工器具的三维点云数据，确定目标工器具在三维空间的精确位置；
23、工器具入库模块，在归还工器具时，根据目标工器具所在墙面对应的摄像头，扫描墙面所有工器具表面的标识条码，读取所有的特征点，与目标工器具的特征点比较，确认工器具是否归还。
24、作为优选实施方式，所述特征数据包括工器具的轮廓、工器具的纹路、工器具的颜色和工器具的大小。
25、作为优选实施方式，所述根据目标工器具的特征点、坐标点集合、特征数据及所在墙面对应角度摄像头的标定参数，对目标工器具进行三维重建步骤具体为：
26、首先，通过目标工器具的特征点以及所在墙面对应角度摄像头的标定参数，确认目标工器具在三维空间内的具体坐标，具体公式如下：
27、[[u，v]＝p[x，y，z]]
28、式中，u和v是摄像头视角下的对应像素坐标，p是相机的投影矩阵；
29、确定目标工器具的三维空间坐标后，再结合目标工器具表面的特征数据以及平面坐标点集合对目标工器具进行三维模型的重构，完成目标工器具的三维重建。
30、作为优选实施方式，所述利用预设算法提取二维画面中各工器具的特征点步骤中利用预设算法构建数学模型，该数学模型具体为：
31、
32、式中，x和y表示特征点的横纵坐标，σ表示特征点的角度，和分别表示图像灰度值l关于水平方向x和垂直方向y的二阶偏导数。
33、另一方面，本发明提出一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现本发明任一实施例所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法。
34、另一方面，本发明提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法。
35、本发明具有如下有益效果：
36、1、本发明通过多摄像头位置关系和三维重建方法，能够实现工器具在三维空间中的准确位置推算，提高了位置定位的准确性和跟踪效率。
37、2、本发明通过提取库房内各工器具的特征数据，可以精确构造工器具的模型，实现对工器具进行识别和定位，从而提高了库房管理的效率和精确性。
38、3、本发明相比传统方法，可以快速准确地定位工器具，减少了盘点和寻找工器具所需的时间，提高了工作效率。
39、4、本发明通过有效的工器具管理和跟踪，能够为电力系统工作人员提供更好的安全保障，降低工作风险。
1.基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法，其特征在于，所述特征数据包括工器具的轮廓、工器具的纹路、工器具的颜色和工器具的大小。
3.根据权利要求2所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法，其特征在于，所述根据目标工器具的特征点、坐标点集合、特征数据及所在墙面对应角度摄像头的标定参数，对目标工器具进行三维重建步骤具体为：
4.根据权利要求1所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法，其特征在于，所述利用预设算法提取二维画面中各工器具的特征点步骤中利用预设算法构建数学模型，该数学模型具体为：
5.基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位系统，其特征在于，所述特征数据包括工器具的轮廓、工器具的纹路、工器具的颜色和工器具的大小。
7.根据权利要求6所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位系统，其特征在于，所述根据目标工器具的特征点、坐标点集合、特征数据及所在墙面对应角度摄像头的标定参数，对目标工器具进行三维重建步骤具体为：
8.根据权利要求5所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位系统，其特征在于，所述利用预设算法提取二维画面中各工器具的特征点步骤中利用预设算法构建数学模型，该数学模型具体为：
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4任一权利要求所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法。
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4任一权利要求所述的基于二维画面实现工器具在三维空间智能定位方法。
