[发明专利]一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法

说明书

本发明公开了一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法，具体按照以下步骤实施：首先对摄像机进行标定，计算得到摄像机的内外参数。然后将采集到的图像进行灰度化处理并用高斯滤波对图像平滑处理后采用最大类间方差法分割出导线区域；提取骨架并用最小二乘法拟合即可得到导线的轴线，计算一根导线上每一点到另一根导线的垂直距离即可得到一系列的导线间距，分别计算四分裂导线中两两导线之间的间距；最后将图像划分为左、中、右三部分，按不同的标定值将导线间距转换为空间距离，判断是否存在安全隐患。本发明具有非接触、高效监测等优点，可以及时发现不满足规程要求的导线段并采取相应的措施予以调整，消除分裂导线粘连的安全隐患。

技术领域

本发明属于输电线路图像处理技术领域，具体涉及一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法。

背景技术

近年来，随着220kV输电线路输送容量的提高，分裂导线之间的粘连问题也日趋突出。运行中的同相四分裂导线均通过方向相同的电流，相互之间所受的电磁力为吸引力，正常运行时分裂导线间的电磁力比较小，但在大风作用下四根分裂导线因应力不一致存在小振幅的不同步舞动，局部位置会瞬时十分接近，在较大负荷电流作用下分裂导线间的电磁力很大，当导线所受电磁力大于自重时便会出现分裂导线粘连现象。

输电线路分裂导线发生粘连后，一方面容易出现电晕放电，引起线损的增加和对附件通信设施的干扰；另一方面导线的鞭击现象突出，不但进一步增加了线损，还有可能造成导线断股甚至断线事故，这些都将严重影响电网的安全运行。因此对运行中同相分裂导线之间的间距进行实时监测显得尤为重要，本发明用图像处理的方法来实现分裂导线空间距离的测量与定位，具有非接触、高效、简单易行等优点，可以及时发现不满足规程要求的导线段并尽快对其予以调整，达到消除安全隐患的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法，用图像处理的方法来实现分裂导线空间距离的实时监测与定位，及时发现不满足规程要求的导线段并予以调整，以消除导线粘连的安全隐患。

本发明所采用的技术方案是，一种输电线路分裂导线间距空间测量与定位方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：对摄像机进行标定，计算得到摄像机的内外参数。

步骤2：以摄像机能拍摄到互不重叠的四分裂导线为最佳角度进行拍摄，将采集到的一系列原始图像Image进行灰度化处理后得到Image1，用高斯滤波对图像中的一系列像素点(i,j)平滑处理得到Image2，然后采用最大类间方差法分割出导线区域Region；

步骤3：步骤2得到的导线区域Region在图像Image2中表现为一个矩形区域，提取骨架并用最小二乘法拟合即可得到导线的轴线Region1，用轴线之间的距离来代表两根导线之间的间距；

步骤4：计算图像Image2的Region1区域中一根导线上每一点(x_m,y_m)到另一根导线的垂直距离即可得到一系列的导线间距d_t，分别计算四分裂导线中两两导线之间的间距；

步骤5：将图像Image2划分为左、中、右三部分，分别按不同的标定值将导线间距d_t转换为空间距离D_gt当进行检测并判断是否存在安全隐患。

本发明的特点还在于：

步骤1中具体的标定方法为，

步骤1.1，设标定板平面位于世界坐标系中Z＝0的平面上，标定板上特征点的世界坐标为A(x_w,y_w,0)，对应的图像坐标为a(u_w,v_w)，可得下式：