[發明專利]基于激光和雙目視覺圖像對線路電氣設備自動識別和監測方法

無效

• 申請號: 201210085475.6
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102621419A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李文進
• 申請（專利權）人: 山東省電力學校
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 泰安市泰昌專利事務所 37207
• 代理人: 姚德昌

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一、?????技術領域

本發明涉及一種基于激光和雙目視覺圖像對線路電氣設備自動識別和監測方法，尤其是一種適應用于對導線、防震錘、耐張線夾和懸垂線夾的自動識別和監測方法。

二、?????背景技術

保持線路的電氣設備的齊全性，對線路的運行安全起到重要的作用，因此需要對線路進行周期性地巡檢，隨著直升機巡線的應用，現在還沒有一種通過圖像對線路電氣設備自動識別和監測方法。

無人直升機巡線是用直升機作為運載工具,?裝載檢測設備進行檢測,?發現存在于高壓輸電線路上其他儀器難以發現的熱致故障隱患和外部缺陷,提高巡線效率和可靠性。我國電力部門已對此進行了大量試驗研究,?一些部門還進行了直升機巡線的應用，并且制定了一系列技術規范,?開發了相應軟硬件。在我國的巡線試驗中,?多采用紅外線攝影儀、數碼攝像機、高分辨望遠鏡、可見光錄像機等設備對途經線路進行觀測。當前的直升機巡線無論是多光譜還是熱紅外技術,?空間定位的量測精度均不高,?而且獲得的多源數據大多分開處理,?沒有集成為一個整體,?處理起來也比較麻煩。目前大多數的無人機巡線系統主要都是針對丘陵和山區溝壑等惡劣環境下的巡線，來提高巡線效率。然而在實際運行時，直升機的對地高度往往是固定的，這樣就帶來兩大弊端：一是220Kv及以上電壓等級的高壓輸電線路，相鄰兩鐵塔間的檔距較大，尤其是山嶺地區，導線的弧垂往往能達到幾十米甚至更大，當直升機等高飛行時，在弧垂較大處攝像機無法拍攝到所需的設備圖像和視頻。二是在山區溝壑等環境下，相鄰兩鐵塔的海拔高度往往相差較大，這樣輸電線路和設備基本按照折線形式分布，等高飛行的無人機更難拍攝到被監測的導線和電氣設備，巡線效果很差。

三、?????發明內容

為了克服上述技術缺點，本發明的目的是提供一種基于激光和雙目視覺圖像對線路電氣設備自動識別和監測方法，因此提高了線路巡查效率。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：其步驟為：

一、電氣設備圖像的獲取

通過在直升機平臺的云臺上的圖像獲取裝置，進行雙目視頻數據的采集,拾取電氣設備的圖像。

二、電氣設備圖像的預處理

把獲取的電氣設備的圖像拷貝到計算機中，通過拉普拉斯高斯即LOG算法進行預處理，消除圖像噪聲，并得到電氣設備的邊緣圖像。

三、電氣設備的識別

在電氣設備的邊緣圖像中，選取直線、圓、圓弧、和橢圓圖形基元，在電氣設備的邊緣圖像中呈棒狀從圖像平面上邊框傾斜向下的圖形即表示為導線1，在電氣設備的邊緣圖像中呈圓弧的圖形即表示為防震,2，在電氣設備的邊緣圖像中呈現被導線1左、右分開的兩個圓的圖形即表示為耐張線夾3，在電氣設備的邊緣圖像中呈在導線1兩側呈對稱分布的角點的圖形即表示為懸垂線夾4，通過電氣設備的邊緣圖像中棒狀圖形、圓弧的圖形、圓的圖形和角點的圖形之間的位置關系判定導線1、防震錘2、耐張線夾3和懸垂線夾4之間的聯接關系。

本發明設計了，電氣設備圖像的獲取：將兩個云臺以適當的相隔距離固定在直升機平臺支架上，每個云臺安裝一臺圖像獲取裝置，在兩云臺的中間位置安裝第三個云臺，并在第三個云臺上安裝激光測距雷達,通過兩個云臺的調節，使兩臺圖像獲取裝置對準同一電氣設備，進行雙目視頻數據的采集,拾取電氣設備的圖像，通過激光測距雷達,測量直升機與被測電寶設備間的距離，使直升機沿導線1的走向飛行；通過在直升機平臺的云臺上的圖像獲取裝置，進行雙目視頻數據的采集,?采用圖像配準技術即圖像配準技術就是將不同時間、不同傳感器或成像設備或不同條件下即天候、照度、攝像位置和角度等獲取的兩幅或多幅圖像進行匹配、疊加的過程，來提取電氣設備的圖像。

本技術方案中，邊緣圖像是指其周圍像素灰度后階變化或屋頂狀變化的那些像素的集合,它存在于目標與背景、目標與目標、區域與區域,基元與基元之間。邊緣圖像是圖象匹配的基礎，通過位置確定圖像中各種事物的關系。

本發明的技術效果在于提出了一種線路電氣設備的識別方法,利用雙目視覺傳感器采集圖像,提取電氣設備和導線的邊緣信息,在邊緣圖像中運用霍夫變換等方法分別檢測直線、圓和角點等圖形基元,并利用導線與設備的位置關系以及設備本身的特點來進行結構約束,識別出各電氣設備，通過對圖像中幾何圖形的判定，可以監測電氣設備的狀況，因此提高了線路巡查效率。

四、?????附圖說明

附圖為本發明的線路示意圖。

五、?????具體實施方式