[发明专利]一种输电线防振锤的视觉检测方法

权利要求书

1.一种输电线防振锤的视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)图像的获取；在电力机器人上安装相机设备，固定相机设备的图像采集角度和相机参数，获取输电线图像；

(2)图像的预处理；对输电线图像进行处理，得到包含输电线的感兴趣区域；

(3)图像特征提取；在感兴趣区域中，提取图像的梯度直方图特征，获取梯度直方图特征向量h；

(4)输电线金具检测；对于图像特征向量h，分别与事先建立的防振锤金具标准库H^Damper与输电线标准库H^Wire进行比较，计算出图像特征向量h与防振锤金具、输电线库的相关度，根据相关度的大小来实现防振锤金具的检测；

所述输电线金具检测具体包括以下步骤：

建立输电线路的标准线路图库与防振锤图库，每个图库中各有m张标准图像；

分别提取标准线路图像的图像梯度直方图特征h_i,i＝1，2…m，与标准防振锤图像的图像梯度直方图特征h_j,j＝1，2…m，以上图像梯度直方图特征分别构成输电线标准库H^Wire与防振锤金具标准库H^Damper；

计算待检测图像的图像梯度直方图特征h，并依此计算h与H^Wire、H^Damper库内每个元素的相关度系数c_i(i＝1，2…m)与c_j(j＝1，2…m)；

计算得到h与每个库的相关度与

采用以下判别式完成防振锤检测：当c^Wire≤c^Damper时,则检测结果为防振锤；当c^Damper≤c^Wire时,则检测结果为正常线路。

2.根据权利要求1所述的一种输电线防振锤的视觉检测方法，其特征在于，所述图像的预处理包括以下步骤：

(2.1)通过灰度化处理将彩色的输电线图像转换为灰度图像；

(2.2)采用高斯滤波对灰度图像进行滤波，并通过直方图均衡化调节图像的对比度；

(2.3)采用Canny算子在初步裁剪后的图像中检测输电线的边缘位置，并以边缘位置为基准去除其他区域，得到边缘图像；

(2.4)采用霍夫变换的方法，对边缘图像中的直线进行提取，通过分析导线的位置与方向特征，对于提取出的直线进行筛选，获取导线边缘的位置信息；

(2.5)以获取的导线边缘作为基准，在指定位置区域截取指定尺寸的矩形作为感兴趣区域。

3.根据权利要求2所述的一种输电线防振锤的视觉检测方法，其特征在于，所述对边缘图像中的直线进行提取的方法为：按照以下条件筛选两根直线作为输电线边缘：

其中，输电线边缘直线L₁与L₂在图像坐标系uv中的表达分别为ucosβ₁+vsinβ₁＝ρ₁与ucosβ₂+vsinβ₂＝ρ₂；为线路边缘直线方向，考虑到机器人携带的相机与线路间的相对位置关系，满足如下条件β_low≤β≤β_high，β_low，β_high分别是线路边缘方向角阈值；[Δu，Δv]^T为从输电线边缘直线L₁上一点到直线L₂上一点的矢量；w_d为线路宽度所对应的像素个数，为设定的阈值。

4.根据权利要求1所述的一种输电线防振锤的视觉检测方法，其特征在于，所述提取图像的梯度直方图特征的过程为：将图像划分为若干相连区域cell，计算cell中每个像素点的梯度强度及方向，对各个像素点进行直方图计算，将具有相同梯度方向的像素点的梯度强度作为梯度直方；将相连的若干个cell作为一个区域block，连接block内所有cell的直方图并归一化处理，形成一个表示block内图像梯度信息的归一化数组；最后将整个图像的所有block的数组联合，即是图像的梯度直方图特征向量。