[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

技術領域

本發明屬于應用于電力工業領域中的電力設備的檢測方法，具體是指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。

背景技術

絕緣子是架空輸電線路的重要組成部分，其作用是支撐導線和防止電流回地。目前對絕緣子的在線檢測方法主要包括：①直接觀察法，即用雙筒望遠鏡觀察絕緣子表面缺陷，有時還需登塔檢查。該方法維修量大，作業條件惡劣，并對作業安全造成了一定的隱患。②紫外成像法，由紫外成像儀帶電檢測復合絕緣子表面局部放電形成的碳化通道和蝕損，該方法缺點是需在正溫度及高濕度環境下操作，易受觀察角度影響。⑨紅外成像法，該方法可在線檢測局部放電、泄露電流流過絕緣物質時的介電損耗或電阻損耗等引起的絕緣子局部溫度升高，其缺點在于儀器造價高且溫量易受環境影響。④超聲波法，即用超聲波檢測絕緣子機械缺陷。該方法因耦合、衰減及超聲換能器性能問題沒有進一步發展。

鑒于此，實現電力線路絕緣子檢測的自動化及提高在線檢測的環境適應能力成為了重要的研究課題。為了解決這個問題，近年來許多學者致力研究利用數字圖像處理技術從航拍圖像中提取絕緣子圖像。利用數字圖像處理技術從航拍圖像中提取絕緣子圖像是架空輸電線路故障自動檢測的基礎步驟。目前，國內外文獻主要從邊緣檢測方法，以及基于閾值分割與二次定位兩類方法從可見光影像中提取絕緣子圖像。相關文獻有：黃宵寧，張真良。直升機巡檢航拍圖像中絕緣子圖像的提取算法[J]。電網技術，2010，34(1)：194-197。劉國海，朱珠。圖像處理技術在超高壓巡檢機器人視覺系統中的應用研究[J]。計算機工程與設計，2009，30(1)：136-136。

基于閾值分割的方法從復雜背景中提取絕緣子。該方法的一般步驟是將得到的彩色圖像從RGB空間轉化到HSI空間；對轉化后的S分量，進行閾值分割；然后對分割后的圖像進行形態學濾波，消除噪聲的干擾；最后采用連通區域標記的方法將絕緣子圖像從背景圖像分割出來。該算法優點是能夠有效濾除復雜背景的干擾，得到準確的絕緣子圖像。缺點閾值分割是基于目標和背景的顏色有較明顯不同的情況，實際上，絕緣子經過一段時間運行后會褪色。此時再利用彩色圖像分割法進行目標提取，閾值選擇會比較困難，提取效果相應變差。

參考文獻：徐耀良，張少成，楊寧，等。航拍圖像中絕緣子的提取算法[J]。上海電力學院學報，2011，27(5)：515-518。葛玉敏，李寶樹，趙書濤等。絕緣子圖像中的特征目標提取[J]。高壓電器，2009，45(6):56-60，68。

采用邊緣檢測方法提取絕緣子圖像，一般處理步驟是：首先對影像進行預處理，然后利用Hough變換等方法從影像中提取絕緣子的邊緣，并根據絕緣子串是垂直一排的特性來除去誤檢測的絕緣子圖像，將絕緣子識別并定位出來。該方法的缺點是由于輸電線路走廊背景的復雜性，一般的航拍圖像中都存在著大量干擾，影響影響噪音，使得邊緣檢測算法非常復雜，既影響絕緣子圖像的提取速度，也影響了圖像精度。

參考文獻：Peungsungwal?S，Pungsiri?B，Chamnongthai?K，et?al。Autonomous?robot?for?a?power?transmission?line?inspection[C]//Circuits?and?Systems，2001。ISCAS?2001。The?2001?IEEE?International?Symposium?on。IEEE，2001，3：121-124。劉建友，李寶樹，仝衛國。航拍絕緣子圖像的提取和識別[J]。傳感器世界，2009，12：004。

由于航拍背景復雜，如何在圖像中有效的提取出絕緣子圖像并識別出來成為研究的熱點?；跓o人機巡線實現電力線路絕緣子檢測的自動化越來越重要。

發明內容

本發明的目的是提供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，該提取方法高效且自動檢測出電氣設備中的絕緣子。

本發明的上述目的是通過如下技術方案來實現的：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，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；