[發明專利]基于無人機巡線可見光影像的電力設備中絕緣子的提取方法

有效

• 申請號: 201310403870.9
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103488988A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王柯;陳馳;彭向陽;張泊宇;麥曉明;楊必勝;王銳
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

1.基于無人機巡線可見光影像的電力設備中絕緣子的提取方法，該方法包括如下步驟：

（1）采用可見光影像拍攝電力設備，獲得電力設備圖像，該電力設備圖像中包含至少一個能被識別的絕緣子圖像；

（2）選取任意一個能被識別的絕緣子圖像，進行如下步驟；

（3）選擇一個方形區域作為種子區域，該種子區域的大小要小于絕緣子圖像；

（4）最佳種子區域的獲取：在選取的絕緣子圖像中移動種子區域進行搜索，以匹配得到最佳種子區域，具體搜索過程為種子區域自絕緣子圖像的左上角，沿著行和列的方向，直到右下角進行移動，種子區域在移動過程中與該種子區域相重合的絕緣子圖像的區域稱之為候選種子區域，通過計算種子區域移動過程中的邊緣度量值E、紋理度量值T和灰度一致性度量值S三個度量值，來判斷該種子區域是否為最佳種子區域，其中，T表示種子區域中絕緣子環片之間的紋理相似性度量值，更高的T值表示更高的可能存在的絕緣子形狀；E描述候選種子區域內絕緣子環片的邊緣度量值，較高的E值表示有絕緣子種子區域的概率更高；S為候選絕緣子種子區域內的灰度值均勻分布度量值，較高的S值表明存在絕緣子種子區域的可能性更高；

其中，E值采用公式（4）進行計算：

E=Σi=1mEim---(4)]]>

E_i是候選絕緣子種子區域內絕緣子環片的邊緣度量值，

m是每個候選絕緣子種子區域內絕緣子環片的個數，

公式（4）表明基于絕緣子邊緣度量值的總和，表示候選絕緣子種子區域內邊界點的平均分布狀況；

E_i采用公式（5）進行計算：

Ei=log(log(niB.width*10)*10)---(5)]]>

n_i是每個絕緣子環片中邊界點的總個數，

B.Width是候選絕緣子種子區域的寬度，

T值是以候選絕緣子種子區域中心的3*3像素鄰域中的圖像邊緣梯度閾值，若該區域圖像邊緣梯度極大值小于T則認為相似，反之不相似；

S值為候選區域內的灰度值標準差；

根據上述計算所得的種子區域的邊緣度量值E，紋理度量值T，和灰度一致性度量值S，然后采用公式（6）計算基于紋理的相似性因素t，該基于紋理的相似性因素t就是邊緣度量值E，紋理度量值T，和灰度一致性度量值S的加權和，

t=0.2T+0.4E+0.4S????（6）

根據計算結果，將基于紋理的相似性因素t按降序排列，取前三行對應的絕緣子候選種子區域作為最佳候選種子區域；

（5）最佳種子區域的擴張：對步驟（4）選出來的最佳種子區域進行擴張，以提取出完整的絕緣子區域，該最佳種子區域的擴張包括四個方向上的擴張，即行方向上絕緣子單環向上擴張、行方向上絕緣子單環向下擴張、列方向上的單像素向右擴張和列方向上的單像素向左擴張，在每個方向的擴張過程中，通過估計邊緣度量值E，紋理度量值T和基于紋理的相似性因素t三個因素來決定是否允許該方向的擴張，只要上述四個方向中有一個方向允許擴張，擴張過程繼續，直到最后得到完整的絕緣子區域；

其中，允許擴張的條件有如下三個：

（a）擴張前t值與擴張后t值差值的絕對值<10

（b）擴張前E值與擴張后E值差值的絕對值<1

（c）擴張前T值與擴張后T值差值的絕對值<15

同時滿足上述三個條件時，擴張繼續，否則，則不允許擴張，擴張結束；

（6）對電力設備圖像中的其它絕緣子圖像均按照與步驟（3）—（5）相同的步驟處理，直到電力設備圖像中能被識別的所有絕緣子圖像全部處理完畢，得到完整的絕緣子區域。

2.根據權利要求1所述的基于無人機巡線可見光影像的電力設備中絕緣子的提取方法，其特征在于：所述步驟（3）中，選擇的種子區域的長度為絕緣子圖像長度的60%—80%，種子區域的寬度為絕緣子圖像寬度的60%—80%。