[發明專利]基于暗通道優先和解三角形法的絕緣子覆冰監測方法

有效

• 申請號: 201510021830.7
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104574407B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 郝艷捧;蔣曉藍;陽林;李銳海
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明屬于圖像處理及絕緣子的在線監測領域，尤其涉及由圖片計算絕緣子覆冰情況的方法。

背景技術

我國是冰災多發的國家之一。輸電線路和絕緣子受冰災影響可能會出現坍塌，斷線和絕緣子閃絡等重大電力事故，引起大面積停電。這嚴重威脅著多冰災地區電力系統的安全運行，因此適當的監測預警技術十分必要。目前絕緣子覆冰監測主要有人工和傳感器兩種監測方式，但人工監測的成本較高，且受主觀因素影響較大，傳感器監測的方法又有安裝不便，與覆冰關系復雜等問題。

用圖像處理的方法可以實現遠距離監測，而且相比傳統的借助傳感器的基于力學原理的方法，更加直觀、經濟、有效。近十年以來，電力領域的相關人士紛紛嘗試利用圖像處理的方法進行覆冰監測。但是由于絕緣子的輪廓受覆冰影響很大，大多數的嘗試都是關于輸電線路的覆冰監測，而且其效果很大程度上取決于邊緣檢測和圖像分割的準確性。

本發明提供一種基于暗通道優先和解三角形法的絕緣子覆冰狀況在線監測方法，在輕中度覆冰的情況下不需要知道絕緣子的尺寸就可以計算出其覆冰的狀況，在重度覆冰的情況下可以結合絕緣子的尺寸信息計算出其覆冰狀況。因為本發明無需做邊緣檢測，所以更加簡單有效。

發明內容

本發明提供一種基于暗通道優先和解三角形法的絕緣子覆冰狀況在線監測方法，本發明提供的絕緣子覆冰監測方法主要包括如下步驟：

基于暗通道優先和解三角形法的絕緣子覆冰監測方法，包括如下步驟：

S1、圖像獲取，具體包括：

S1.1架設兩臺攝像機：一臺為監測用攝像機，一臺為輔助用攝像機，兩臺攝像機和監測對象看成三個點，其構成的平面垂直于地面；

S1.2獲取圖像：用步驟S1.1中架設的兩臺攝像機拍攝同一監測對象，獲取完圖像后輔助用攝像機可移除；

S2計算攝像機到監測對象的距離x₁，具體包括：

S2.1建立圖像衰減模型i^c(x,y)＝j^c(x,y)t(x,y)+A(1-t(x,y))；

S2.2把圖像分成多個正方形的小塊；

S2.3估算總體大氣光A：取所有所述小塊中暗通道i^dark(x,y)的值位于前10％的小塊，然后在其中選擇i^dark(x,y)強度最強的小塊，其i^dark(x,y)即為A；

S2.4計算透射率

S2.5計算出兩臺攝像機到監測對象的距離比

S2.6計算監測用攝像機到監測對象的距離x₁，

S3監測絕緣子的覆冰情況，具體包括：

S3.1計算相機成像大小與像素點的關系：像素密度

S3.2計算圖片中的監測對象各個部分(如覆冰)的實際尺寸：根據以及由S3.1可以求得像素密度，又因為因此可求得實際尺寸；

S3.3進行角度修正：步驟S3.2中的結果如果以縱向為參考要除以cosθ₁進行修正，θ₁是監測攝像機與監測對象的夾角。

進一步地，所述步驟S1.1的攝像機布置三角形構成法，具體為：兩臺攝像機和監測對象看成三個點，其構成的平面垂直于地面，監測用攝像機和輔助用攝像機與地面所成夾角分別為θ₁和θ₂，監測對象與兩臺攝像機連線所成的夾角為θ₃＝θ₂-θ₁，兩臺攝像機之間的距離為d,其到監測對象的距離分別為x₁、x₂。

進一步地，所述步驟S2.3中計算全局大氣光A的方法，具體為：由于自然界中存在光影現象，對于沒有衰減的原始圖像j^c(x,y)中的每個小塊，至少在一個顏色通道有一些像素值接近0，即所以通過求出衰減后圖像i^c(x,y)的各個小塊的暗通道i^dark(x,y)，其值近似為大氣光A，為增加準確度，取所有小塊中i^dark(x,y)值位于前10％的小塊，然后在其中選擇i^dark(x,y)強度最強的小塊，其i^dark(x,y)即為A。

進一步地，所述步驟S2.4中計算透射率的方法，具體為：由S2.1中的圖像衰減模型得由步驟S2.3得