[发明专利]一种适用于电力作业机器人的电力设备外观变化识别方法

说明书

本发明公开一种适用于电力作业机器人的电力设备外观变化识别方法，本发明的方法主要包括以下几条：(1)图像预处理，对原始图像处理后计算加速；(2)特征提取，在特征空间上表征图像；(3)特征匹配，在采集图像中获取目标区域；(4)主观模型，消除主观上不认为是变化的差异；(5)计算差异，计算设备外观差异，判定差异的位置、大小。本发明用于对变电站设备外观进行检测，判断该设备是否污染、破损、有异物等异常现象。本发明及时、准确、快速的识别设备外观异常，为电力系统故障监测与故障分析提供一种新的手段，提高电力系统的信息化水平。

技术领域

本发明涉及一种适用于电力作业机器人的电力设备外观变化识别方法，所属技术领域为数字图像处理、模式识别和机器学习领域。

背景技术

随着国家飞速发展各行各业对电力越来越依赖，对电力网路安全稳定运行提出更严格的要求。变电站电力设备可靠状态是决定其安全稳定的关键因素之一。电力设备外观是日常巡检中内容最多、最繁重的任务之一。电力设备外观检测内容主要包含：破损、变形、污染和外来异物等。

当前电力设备外观巡检主要依靠变电站值班人员巡检。依靠人力巡检有四个问题：

1.对巡检人员专业技能要求高，需要专门培训；

2.日常巡检工作十分辛苦；

3.工作环境不安全，变电站存在高压和放电问题，可能对巡检人员造成伤害；

4.巡检人员的巡检周期较长，不能及时发现问题。

随着技术发展，图像处理技术在各领域得到了广泛应用。在电力设备巡检方向图像处理技术也取得了喜人的成绩。机器人技术今年发展迅猛，逐渐代替了值班人员巡检。通过图像处理技术和机器人巡检相结合，不但节约了人力成本，避免人在危险的环境下工作，而且可以及时的发现异常，做出处理。

现有的技术依旧存在一些问题：

1.机器人每次停靠的位置有差异，不能保证每次拍摄的视角完全一致；

2.外界环境干扰问题，如光照过强，光照过暗，大雾等；

3.客观存在的差异和主观上认为的差异不一致问题，如雨珠，光线变化等；

4.差异程度的量化。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种适用于电力作业机器人的电力设备外观变化识别方法。该方法可将巡检机器人在同一停靠点、不同视角拍摄的图像比对，并且忽略主观上不认为是异常的变化。以得分的形式将差异量化。

本发明的技术方案为：

一种适用于电力作业机器人的电力设备外观变化识别方法，包括如下步骤：

(1-1)采集并标定设备模板图，所述的设备模板图为对设备的正视角图，将设备模板图、辅助定位区域A模板图、辅助定位区域B模板图、设备模板图特征、辅助定位区域A模板图特征和辅助定位区域B模板图特征保存在模板库中；

(1-2)采集电力设备当前时刻的图像为待检测图像；

(1-3)对步骤(1-2)中获取的待检测图像做预处理，预处理包括图像灰度化、自适应亮度校正、双边滤波去噪和自适应尺度变换；

(1-4)提取步骤(1-3)中预处理后图像的尺度不变(SIFT)特征；

(1-5)在预处理图像中匹配到模板图像，然后映射到模板图像视角；

(1-6)对模板图像做步骤(1-3)预处理中的自适应尺度变换；