[發明專利]一種基于邊緣距離的導線斷股檢測方法

有效

• 申請號: 201811418629.2
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109523543B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 黃新波;章小玲;張燁;聶婷婷
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/60;G06T7/136;G06T5/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 胡燕恒

1.一種基于邊緣距離的導線斷股檢測方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1，通過無人機上安裝的圖像采集設備順應太陽光照射方向獲取輸電線路導線的俯拍視頻圖像I₁；提取獲取的輸電導線俯拍視頻圖像I₁的三通道圖像R、G、B，再計算歸一化的改進色差灰度化圖像I₂；

步驟2，利用OTSU算法對I₂做閾值分割獲取圖像二值圖I₃，然后經過一次空洞填充消除背景中的亮噪點，得到圖像I₄；對圖像I₄取反得到圖像I₅后進行第二次空洞填充消除導線內部存在的暗噪點，得到圖像I₆，對圖像I₆取反即可得到準確的導線圖像I₇；

步驟3，通過對導線圖像I₇的列元素做差分運算得到導線邊緣圖像I₈，在導線邊緣圖像I₈的基礎上對其像素值進行補充判斷得到圖像I₉，將邊界值作差，獲取導線寬度數組wid1，通過wid1獲得wid1_max、wid1_min和上方的故障判斷元素a₁、b₁及c₁，將圖像I₉旋轉180°，獲取下方的故障判斷元素a₂、b₂及c₂，根據a₁和a₂的取值分成四種情形，分析檢測過程，判斷是否存在故障并對有故障導線進行故障定位；

步驟3具體按照如下步驟實施：

步驟3.1，差分獲取導線邊緣

對導線圖像I₇的列元素做差分運算得到導線邊緣圖像I₈，具體運算如下：

I₈(i,j+1)＝I₇(i,j+1)-I₇(i,j) (3-1)

其中i＝1，2，3，...，m；j＝1，2，3，...，n-1；

步驟3.2，寬度檢測

取圖像中縱坐標中前兩條邊緣，并用大值減小值，即導線的下邊界與上邊界縱坐標的差值，獲得寬度值，用一個1行n列的數組wid1記錄；

步驟3.3，故障判斷元素獲取

此時數組包含的寬度存在兩種，即股線寬度和導線整體寬度，搜索數組的最大值wid1_max和最小值wid1_min，獲取斷股檢測閾值和定位元素：

對I₉旋轉180°得到I₁₀，重復步驟3.2以及步驟3.3搜索數組的最大值和最小值，斷股檢測閾值和定位元素的獲取過程，得到wid2，wid2_max，wid2_min，a₂，b₂，c₂；

步驟3.4，故障位置的定位

檢測結果存在四種情況，具體判斷如下：

公式(3-6)中四種情況的故障定位處理方法具體如下：

1)若a₁＜3且a₂＜3，導線完好，無需進行后續處理；

2)若3≤a₁且a₂＜3，導線上方存在導線故障，故障位置定位方法如下：

判斷完畢后，將不存在故障的縱坐標對應導線圖像I₇的列對應的像素值都置0；得到僅包含故障的導線區域的圖像I₁₁，確定該區域的最小外接矩形，并在俯拍視頻圖像I₁中框選并在圖中標注故障說明；

3)若a₁＜3且3≤a₂，導線下方存在導線故障，故障位置定位方法如下：

判斷完畢后，將不存在故障的縱坐標對應導線圖像I₇的列對應的像素值都置0；得到僅包含故障的導線區域的圖像I₁₂，確定該區域的最小外接矩形，對I₁₂旋轉180°，獲取旋轉后的最小外接矩形，并在俯拍視頻圖像I₁中框選并在圖中標注故障說明；

4)若3≤a₁且3≤a₂，則導線的上方和下方均存在導線故障；上下的導線故障定位方法如式(3-7)、(3-8)，上下方的最小外接矩形的確定也分別同2)和3)。