[發(fā)明專利]一種用于無人機(jī)電力巡檢的異構(gòu)圖像融合檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910366686.9
• 申請(qǐng)日: 2019-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN110097531B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史朋飛;辛元雪;范新南;倪建軍;張學(xué)武;田斌;汪杰;錢靖瑜;張君怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): G06T5/50
• 分類號(hào): G06T5/50
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

本發(fā)明公開了一種用于無人機(jī)電力巡檢的異構(gòu)圖像融合檢測(cè)方法，包括如下步驟：首先在電力巡檢的無人機(jī)上，安裝光學(xué)成像相機(jī)和用熱紅外成像相機(jī)，采集不同角度的可見光圖像和熱紅外圖像；（2）、從可見光圖像和熱紅外圖像中提取電力巡檢異常特征并構(gòu)建各種故障類型的特征知識(shí)庫；（3）、從無人機(jī)飛行過程中采集到的可見光圖像和熱紅外圖像中，提取故障目標(biāo)，結(jié)合特征知識(shí)庫，分別構(gòu)造基本信度分配函數(shù)；（4）、將獲取到的針對(duì)同一故障目標(biāo)的異構(gòu)圖像證據(jù)進(jìn)行融合，不同角度的異構(gòu)圖像證據(jù)進(jìn)行融合，并用綜合可信度設(shè)定融合權(quán)重。本發(fā)明克服了利用單一的可見光圖像與熱紅外圖像造成的診斷結(jié)果不可靠這一弊端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視覺檢測(cè)領(lǐng)域，是圖像處理與識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，具體一種用于無人機(jī)電力巡檢的異構(gòu)圖像融合檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)供電運(yùn)行中，最常見的故障就是高壓輸電線路故障，包括線纜破損、絕緣子故障、套管破裂、桿塔坍塌、懸掛異物故障、鳥害故障等。及時(shí)有效的檢測(cè)高壓輸電線路的故障和異常，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。人工巡檢是現(xiàn)階段的電力巡檢最廣泛的巡線方式，但這種方式不僅耗時(shí)耗力，而且效率較低。輸電線路所處環(huán)境復(fù)雜，有很多地方并不適合人工巡檢。并且由于人工巡檢存在人的主觀判斷性，工作人員的經(jīng)驗(yàn)對(duì)結(jié)果分析的準(zhǔn)確度也有待商榷。基于視覺的高壓線纜帶電檢測(cè)技術(shù)，為電力巡檢提供一種新的思路。通過無人機(jī)作為移動(dòng)平臺(tái)攜帶熱紅外成像儀與可見光傳感器進(jìn)行線路巡檢為解決這一瓶頸提供了可能。可見光相機(jī)具有很高的分辨率，可以提供場(chǎng)景的空間細(xì)節(jié)。但由于能見度低，使得復(fù)雜環(huán)境下的可見光圖像不清晰。且可見光成像傳感器對(duì)于線纜內(nèi)部電氣故障不敏感。而熱紅外成像儀善于捕捉所有物體在絕對(duì)零度以上發(fā)射的紅外輻射。對(duì)高壓線的內(nèi)部發(fā)熱異常能得到很好的檢測(cè)效果，但其對(duì)諸如線纜破損這種故障類型不敏感,無法實(shí)現(xiàn)對(duì)線纜外部的缺陷及異常進(jìn)行檢測(cè)。

熱紅外圖像與可見光圖像的異構(gòu)融合在高壓線纜帶電檢測(cè)中具有信息表達(dá)上的互補(bǔ)性，然而異構(gòu)圖像的像素級(jí)融合要求針對(duì)同一目標(biāo)的異構(gòu)圖像進(jìn)行標(biāo)定配準(zhǔn)，這在無人機(jī)飛行過程中很難實(shí)現(xiàn)，而采用異構(gòu)圖像決策級(jí)融合則可以很好的克服這一困難。將兩種異構(gòu)圖像進(jìn)行決策級(jí)融合可以達(dá)到更加全面而快速的檢測(cè)效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種用于無人機(jī)電力巡檢的異構(gòu)圖像融合檢測(cè)方法。針對(duì)高壓輸電線纜同時(shí)獲取其熱紅外圖像與可見光圖像，提取關(guān)于線纜故障的信息，進(jìn)行異構(gòu)圖像決策級(jí)融合，提供一種新的證據(jù)更新規(guī)則，使故障檢測(cè)與識(shí)別更加有效。實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電力線纜的全面檢測(cè)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種用于無人機(jī)電力巡檢的異構(gòu)圖像融合檢測(cè)方法，包括如下步驟：

(1)、在電力巡檢的無人機(jī)上，安裝用于采集可見光圖像的光學(xué)成像相機(jī)和用于采集熱紅外圖像的熱紅外成像相機(jī)，在無人機(jī)飛行過程中采集不同角度的可見光圖像和熱紅外圖像；

(2)、從可見光圖像和熱紅外圖像中提取電力巡檢異常特征并構(gòu)建各種故障類型的特征知識(shí)庫；

(3)、從無人機(jī)飛行過程中采集到的可見光圖像和熱紅外圖像中，提取故障目標(biāo)，結(jié)合特征知識(shí)庫，分別構(gòu)造基本信度分配函數(shù)；

(4)、將獲取到的針對(duì)同一故障目標(biāo)的異構(gòu)圖像證據(jù)進(jìn)行融合，不同角度的異構(gòu)圖像證據(jù)進(jìn)行融合，并用綜合可信度設(shè)定融合權(quán)重。

上述步驟(2)中電力巡檢異常特征是指：線纜破損、絕緣子故障、套管破裂、桿塔坍塌、懸掛異物故障、鳥害故障等。

構(gòu)建各種故障類型的特征知識(shí)庫是指：對(duì)于可見光圖像，選用圖像中分割出的故障目標(biāo)的Hu不變矩特征；對(duì)于熱紅外圖像，選用故障目標(biāo)的亮度特征對(duì)應(yīng)的溫度值，分別構(gòu)建可見光和熱紅外圖像各自的故障特征知識(shí)庫。

上述步驟(3)中分別構(gòu)造基本信度分配函數(shù)是指：