[發(fā)明專利]一種輸電線防振錘的視覺檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410720170.7
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN105718964B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 王洪光;宋屹峰;姜勇;王林;姜文東;王燦燦;初金良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院沈陽自動化研究所;國網(wǎng)浙江省電力公司;國網(wǎng)浙江省電力公司麗水供電公司
• 主分類號: G06K9/64
• 分類號: G06K9/64;G06K9/46
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗

本發(fā)明公開了一種輸電線防振錘的視覺檢測方法，屬于數(shù)字圖像識別領域，目的在于克服現(xiàn)有檢測方法的問題，擴大輸電線巡檢與維護機器人自主檢測金具的種類，并提高檢測的自動化程度與準確性。本發(fā)明用于機器人自主識別輸電線路上的防振錘金具。檢測順序如下：(1)圖像的獲取步驟；(2)圖像的預處理步驟；(3)圖像的特征提取步驟；(4)輸電線金具檢測步驟。本發(fā)明將數(shù)字圖像處理技術引入到輸電線防振錘金具的檢測，利用輸電線巡檢與維護機器人采集的圖像信息，使機器人自主的從線路環(huán)境中識別出防振錘金具。為機器人進行輸電線路金具的自主檢測提供了一種智能化的技術手段。

技術領域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像識別領域，具體涉及一種基于圖像的輸電線防振錘金具檢測方法，用于輸電線巡檢與維護機器人對防振錘金具進行自主檢測。

背景技術

截止2011年底，僅我國220kV及以上輸電回路長度已經(jīng)超過48萬千米，其中包含大幅度增長的500kV及以上交直流電壓等級的跨區(qū)、跨省、省內(nèi)骨干電網(wǎng)。輸電網(wǎng)絡需要定期巡視維護，目前，這項工作主要由通過人工方式進行。由輸電線路工人通過望遠鏡在地面對線路進行觀察，必要時工人還要登塔走線以實現(xiàn)對線路的近距離檢測，當發(fā)現(xiàn)輸電線路故障時，輸電線路工人會采用滑車、走線、騎線等方式接近作業(yè)目標點，完成維護作業(yè)[中國科學院學部.關于建立超大規(guī)模輸配電和電網(wǎng)安全保障體系的建議.中國科學院院刊,2009,24(5):493,541.]。

然而在目前的巡檢與維護過程中暴露出下列幾個方面的問題：工作勞動強度大，危險性高；人工檢測的準確率較低；維護成本高；維護檢測質(zhì)量難以控制。

為了解決以上問題，輸電線路巡檢與維護機器人于20世紀80年代末被提出代替人工完成相應工作，經(jīng)過20多年的發(fā)展，機器人的應用從早期的視覺線路檢測，逐步發(fā)展到完成線路警示球安裝、線路除冰、防振錘螺釘緊固等維護任務[佃松宜,翁桃,廖云杰等.巡線機器人的研究綜述及面向智能電網(wǎng)技術的一些探討.四川電力技術,2009,32(z1):47-51.]。而在巡檢作業(yè)過程中，機器人需要對防振錘等金具進行檢測，使機器人進行合理的越障動作。

目前，對于輸電線路防振錘金具的檢測，主要采用提取防振錘上圓形特征的視覺方法，[譚磊,王耀南,沈春生等.輸電線路除冰機器人障礙視覺檢測識別算法.儀器儀表學報,2011,32(11):2564-2571.]。但是這種方法受其他復雜金具環(huán)境、背景光照等因素的影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有檢測方法的問題，提高防振錘檢測的自動化程度與準確性，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種輸電線防振錘的視覺檢測方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是：一種輸電線防振錘的視覺檢測方法，包括以下步驟：

(1)圖像的獲取；在電力機器人上安裝相機設備，固定相機設備的圖像采集角度和相機參數(shù)，獲取輸電線圖像；

(2)圖像的預處理；對輸電線圖像進行處理，得到包含輸電線的感興趣區(qū)域；

(3)圖像特征提取；在感興趣區(qū)域中，提取圖像的梯度直方圖特征，獲取梯度直方圖特征向量h；

(4)輸電線金具檢測；對于圖像特征向量h，分別與事先建立的防振錘金具標準庫H^Damper與輸電線標準庫H^Wire進行比較，計算出圖像特征向量h與防振錘金具、輸電線庫的相關度，根據(jù)相關度的大小來實現(xiàn)防振錘金具的檢測。

所述圖像的預處理包括以下步驟：

(2.1)通過灰度化處理將彩色的輸電線圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；

(2.2)采用高斯濾波對灰度圖像進行濾波，并通過直方圖均衡化調(diào)節(jié)圖像的對比度；

(2.3)采用Canny算子在初步裁剪后的圖像中檢測輸電線的邊緣位置，并以邊緣位置為基準去除其他區(qū)域，得到邊緣圖像；