[发明专利]一种基于航拍图像识别的电网地理接线图绘制方法

说明书

本发明公开了一种基于航拍图像识别的电网地理接线图绘制方法，选取变电站、杆塔的特征值，进行拟合做成模板；从航拍视频中截取图像帧；对图像进行灰度转换；进行直方图均衡化加强；得到二值化效果图；得到去噪效果图；得到只含有边缘信息的前景图；得到疑似变电站、杆塔的图形轮廓；将提取的边缘轮廓信息与变电站、杆塔的特征模板进行匹配，匹配成功做好标记；将变电站或杆塔的关键点连接绘制在电网地理接线图中；人工核对电网地理接线图；本发明效率高，位置准确，错误率低，节省人力物力的问题，实现计算机自动绘制，大大提高了电网地理接线图绘制的效率和准确性。

技术领域:

本发明涉及电网地理接线图绘制方法，尤其涉及一种基于航拍图像识别的电网地理接线图绘制方法。

背景技术：

传统的电网地理接线图是靠有经验的电网规划人员手动绘制的，这种方法效率低下，耗费大量人力物力，且位置不准确，而且极易出现错误。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种灵活方便、效率高效、准确实用的基于航拍图像识别的电网地理接线图绘制方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种基于航拍图像识别的电网地理接线图绘制方法，其具体步骤如下：

步骤一、根据国家电网典型设计手册设计方案选取变电站、杆塔的特征值，随后使用“最小二乘法”对变电站、杆塔的特征值进行拟合；随后将特征值做成模板；

步骤二、使用卫星或者无人机对所需绘制电网地理接线图的区域进行拍摄，得到航拍视频，然后从航拍视频中截取图像帧；

步骤三、对图像进行灰度转换；具体过程如下：

将R、G和B三通道图像转换为单通道灰度图，即三通道数据转换为灰度数据，转换公式如下：

（1）

其中，R为图像中的红色通道，G为图像中的绿色通道，B为图像中的蓝色通道；

步骤四、对灰度转换的图进行直方图均衡化加强，使图像中的边缘信息加强；具体过程如下：

设变量γ为灰度图中像素灰度级；灰度图是由公式（1）由RGB空间转换得到，

图像中灰度级出现的概率

式中，为灰度图像中像素总数，是灰度级为的像素个数，为灰度图中灰度级的总数，将和的关系在直角坐标系中表示出来，得到的图形就是直方图；

灰度图的累积分分布函数即输出图像灰度级为的函数

（2）

应用公式（2），将输入灰度图中灰度级为的各个像素映射到输出图像灰度等级为的对应像素得到输出图像，得到直方图均衡化效果图；

步骤五、将直方图均衡化效果图通过自适应阈值分割，得到二值化效果图；具体过程如下：

根据直方图均衡化效果图灰度级像素的邻域块的像素值分布来确定直方图均衡化效果图灰度级像素位置上的二值化阈值；

步骤六、将二值化效果图进行形态学变换的去噪处理，得到去噪效果图；具体过程如下：

（1）利用腐蚀方法将二值化效果图上的点与核进行卷积，并把卷积结果放到与二值化效果图上的点坐标相同的新的图像中的点上，从而计算核区域像素的最小值；并得到一个腐蚀后的图像；其中，核是一个3×3像素的中间带有参考点的实心圆盘；

（2）膨胀是腐蚀的反操作，即核与腐蚀后的图像卷积后，计算核覆盖的区域的像素点的最大值，并把这个最大值赋值给与腐蚀后的图像上的点坐标相同的新的图像中的点上，最后得到的图像为去噪后效果图；