[发明专利]一种提取直线塔绝缘子串的装置及方法

说明书

一种基于降维灰度纹理‑形状矩阵提取直线塔绝缘子串的装置及方法，包括以下模块：样本存储模块，用于存储各种型号绝缘子片的图像；无人机航拍模块，用于获得超高压输电线路上的直线塔绝缘子串彩色图像，边缘检测模块，用于对预处理后的图像进行边缘检测，生成初次处理图片；航拍图像细分模块，计算出每张小图片在能量、对比度、相关性、均匀度的值；通信对比模块，相应角度下对比地面样本库内的参考值与无人机航拍的实际值；绝缘子串定位模块，得到最终提取的直线塔绝缘子串图像。本发明能准确提取无人机航拍图像中超高压输电线路上的直线塔绝缘子串，为判断直线塔绝缘子串是否完整和识别绝缘子盘面是否存在缺陷打下技术基础。

技术领域

本发明涉及无人机的技术领域，具体涉及一种应用于电力行业上的一种基于降维灰度纹理-形状矩阵提取直线塔绝缘子串的装置及方法。

背景技术

在我国的超高压输电线路维护中，绝缘子串性能不良是出现事故的重要原因，因绝缘子串断裂引起事故目前成为电力系统最大的祸害。在电网设备上的绝缘子串由于长期暴露在自然环境下，服役期长后容易出现裂缝，污闪和爆裂等现象，这会严重影响电力系统的正常运行。

目前国内外高压输变电线路杆塔上的绝缘子串的缺陷检测主要通过采集图像后，采用传统的人工肉眼观察的方法。人工检测具有很强的主观性，其检测率也会因人而异，影响了缺陷识别的效率。若及时地掌握服役中绝缘子串的运行状态，将会大大减少或避免电力系统出现故障。传统的检查绝缘子串运行状态的方法是定期停电或带电人工检测，这些检测任务不仅需要人力高空作业，而且高空作业中存在的高空、高压、高温的现实条件是需要花费精力考虑的。

因此，输电线路维护采用无人机代替人工巡视，应用数字图像处理和模式识别的装置提取出绝缘子串图像，是现代化、智能化电网的迫切要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于降维灰度纹理-形状矩阵提取直线塔绝缘子串的装置及方法，能够使无人机在巡视输电线路中，由其自带的摄影装置航拍到一系列直线塔的绝缘子串图像，然后通过降维灰度纹理-形状矩阵定位，提取出图像中直线塔的绝缘子串图像，为下一步判断直线塔的绝缘子串性能的好坏打下技术基础。

本发明采取的技术方案为：

一种基于降维灰度纹理-形状矩阵提取直线塔绝缘子串的装置，包括以下模块：

样本存储模块，用于存储各种型号绝缘子片的图像，每张图像都有第一象限内大小椭圆边缘点连线在0°、30°、45°、60°、90°下能量、对比度、相关性、均匀度的值，并分配四个特征值一定的权值，生成一个参考值；

无人机航拍模块，用于获得超高压输电线路上的直线塔绝缘子串彩色图像，并具备预处理功能；

边缘检测模块，用于对预处理后的图像进行边缘检测，检测出来的边缘线若是连接成一个矩形的则保留，把边缘线的位置标记，并显示到预处理后的图像中，去除未标记的图案，生成初次处理图片；

航拍图像细分模块，把初次处理图片分割成一块块小图片，同样把每张小图片同样本库里一样用两个椭圆处理，计算出每张小图片在第一象限0°、30°、45°、60°、90°下能量、对比度、相关性、均匀度的值，并分配四个特征值一定的权值，得到第一象限0°、 30°、45°、60°、90°下各一个实际值；

通信对比模块，相应角度下对比地面样本库内的参考值与无人机航拍的实际值，两者差距若在一定阈值范围内，则认为找到了航拍图像中绝缘子串的实际位置，把该位置标记；

绝缘子串定位模块，把标记的位置生成一幅二值图像，与原初次处理图像点乘，得到最终提取的直线塔绝缘子串图像。

本发明一种基于降维灰度纹理-形状矩阵提取直线塔绝缘子串的装置及方法，能准确提取无人机航拍图像中超高压输电线路上的直线塔绝缘子串，为判断直线塔绝缘子串是否完整和识别绝缘子盘面是否存在缺陷打下技术基础。

附图说明