[發明專利]基于點云及關鍵點追蹤技術的輸電線路導線舞動監測方法

在審

• 申請號: 202211448021.0
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115880339A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 曹亞華;宋香濤;杜遠;張健;李冰冰;蔡俊鵬;畢宬;莊杰;陳子源
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司超高壓公司
• 主分類號: G06T7/269
• 分類號: G06T7/269;G06T7/33;G06T7/73
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 周容

基于點云及關鍵點追蹤技術的輸電線路導線舞動監測方法包括：獲取檢測幀圖像；采集輸電通道內的點云圖像；配準所述檢測幀圖像和點云圖像；在檢測幀圖像中選取若干個有效檢測區域，計算有效檢測區域與實際物理距離的轉換比例；采用雙峰閾值法提取有效檢測區域內的導線圖像；計算強角點作為導線關鍵點；通過光流法在輸電線路視頻中跟蹤導線關鍵點，組成跟蹤坐標點序列K；對序列K進行高斯濾波處理，得到濾波坐標序列P；對序列P進行傅里葉變換，計算像素變化的振幅和頻率；生成導線關鍵點的舞動曲線；計算像素變化的振幅與轉換比例的乘積，得到實際振幅。本發明可以有效提高導線舞動監測的精度和效率。

技術領域

本發明屬于輸電線路智能運檢技術領域，尤其涉及一種基于點云及關鍵點追蹤技術的輸電線路導線舞動監測方法。

背景技術

輸電線路分布廣泛且場景復雜，在北方地區的冬季，受大風、低溫、降水等惡劣天氣的影響，輸電線路架空導線容易發生異常舞動的現象，尤其是導線覆冰，增加了導線舞動發生的概率和危害。為及時發現并處理導線舞動的情況，當前常用的技術手段有實時監控、加速度傳感器和圖像處理等方法。通過監拍設備實時監控的方式能夠及時發現導線舞動的情況，但該方式需要大量的人工成本，且對監拍設備自身的續航能力要求較高。通過基于加速度傳感器的方式檢測導線舞動，采集的數據精準，檢測的靈敏度較高，缺點是容易受交變磁場、溫度等因素的影響，且需要在停電條件下安裝，安裝較為復雜。通過圖像處理的方式，可以較好地解決人工成本高和安裝困難的問題，能夠較為容易的提取導線并進行導線舞動分析，但此方法的精度較差，僅基于圖像或視頻難以精確地計算導線舞動振幅。

本背景技術所公開的上述信息僅僅用于增加對本申請背景技術的理解，因此，其可能包括不構成本領域普通技術人員已知的現有技術。

發明內容

本發明針對上述問題，設計并提供一種基于點云及關鍵點追蹤技術的輸電線路導線舞動監測方法，旨在提高檢測效率及準確度，并降低成本，達到及時管控輸電線路舞動隱患的目的。

為實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案予以實現：

基于點云及關鍵點追蹤技術的輸電線路導線舞動監測方法，所述方法包括以下步驟：

獲取監拍設備拍攝的輸電線路視頻并抽取至少一幀檢測幀圖像；

采集輸電通道內的點云圖像，點云圖像的覆蓋范圍與輸電線路視頻的視角范圍至少有部分重疊；

配準所述檢測幀圖像和點云圖像，將點云圖像投影到檢測幀圖像中；

在檢測幀圖像中選取若干個有效檢測區域，任一所述有效檢測區域中均包括目標導線，計算有效檢測區域與實際物理距離的轉換比例；

在有效檢測區域內采用雙峰閾值法提取有效檢測區域內的導線圖像；

計算所述導線圖像的強角點并將強角點作為導線關鍵點；

通過光流法在輸電線路視頻中跟蹤導線關鍵點，記錄跟蹤的導線關鍵點坐標，組成跟蹤坐標點序列K；

對跟蹤坐標點序列K進行高斯濾波處理，得到濾波坐標序列P；

對濾波坐標序列P進行傅里葉變換，計算像素變化的振幅和頻率；

生成導線關鍵點的舞動曲線；

計算像素變化的振幅與轉換比例的乘積，得到實際振幅。

進一步的，所述在有效檢測區域內采用雙峰閾值法提取有效檢測區域的導線圖像的步驟包括：

計算有效檢測區域的灰度直方圖，獲取灰度直方圖雙峰的位置；

以灰度直方圖雙峰峰谷進行閾值分割，小于閾值的區域灰度值設置為0，大于閾值的區域灰度值設置為255；