[发明专利]一种输电线路巡检的沿线自动跟踪方法

说明书

本发明公开了一种输电线路巡检的沿线自动跟踪方法，包括一种输电线路巡检的沿线自动跟踪系统，该系统包括视频采集模块、导线检测模块、导线跟踪模块、视频分段模块和存储/传输模块，采用视频采集、导线检测、导线跟踪、杆塔视频分段和存储或传输数据的跟踪方法获得输电线路巡检的自动跟踪，本发明有效减小了背景线段对导线检测的干扰，可较好的适应巡检过程中的光照变化及摄像机焦距的动态调整，分段存储或传输，大幅提升后续缺陷识别的效率和准确率，有效解决了导线检测过程背景线段的干扰、导线跟踪过程中由于光照变化和尺度变化引起的导线跟踪偏差甚至于失败、后续的缺陷识别准确率和效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及一种输电线路巡检的沿线自动跟踪方法，属于输电线路巡检技术领域。

背景技术

经济的飞速发展对电力供给提出了越来越高的要求，高压输电线路不断建设，线路经过的地理环境越来越复杂。传统的输电线路人工巡检耗时长，危险性高，效率低下。无人机因其体积小、质量轻、运输方便、易操作等优点在输电线路巡检方面近年来取得了长足的发展。在无人机巡检过程中，吊舱和输电线路相对位置关系也是动态的，需人工频繁操作飞机和载荷的遥控器，使得电力线路始终处于视角范围内，因此，会造成巡线员的高负荷工作量，导致其巡检的效率及准确率较低。输电线线路沿线自动跟踪可以自动调整载荷姿态使得电力线始终处于视野中央。中国专利申请“直升机巡检电力线路的锁定跟踪方法(公告号CN101833099A)”提出根据红外热像信息提取电力线的位置和角度，自动控制吊舱实现电力线的自动锁定，但是在输电线路巡检过程中，输电线路杆塔因地势变化原因往往存在高低起伏，且线路本身有一定的弧度，需要实时对电力线进行检测和跟踪，始终保持其处于视野中央，该专利并未提出。现有的技术大都采用Canny、Ratio边缘检测结合Hough变换对电力线进行检测，受噪声影响较大，采用Kalman滤波对电力线进行跟踪，无法适应光照变化、复杂背景等多种情况，如文献“输电线路巡检中的电力线追踪算法研究与工程应用(刘俍，山东大学，硕士学位论文，2013年)”。中国专利申请“基于无人机影像的电力线自动提取定位方法(公告号CN104091168A)”采用LSD线段检测与电力线的辐射特征进行提取，需要利用RGB三个通道的像素信息，无法适用于载荷为红外热像仪的情况。

综上所述，存在如下问题：

(1)现有的电力线检测方法采用Canny、Ratio边缘检测算子、Hough变换、RGB像素值筛选等方法，无法适用于背景复杂的可见光图像及信噪比较低的红外图像；

(2)现有的电力线跟踪采用Kalman滤波、粒子滤波等方法，无法适用于光照变化、背景变换、尺度变化等多种复杂情况；

(3)现有的无人机输电线路巡检直接对巡检视频存储或者传输以供后续的缺陷识别。但对于杆塔的视频段和非杆塔的视频段，关注的缺陷元件不同，这种处理方式对后续的缺陷识别挑战性大，导致识别效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种输电线路巡检的沿线自动跟踪方法，以解决现有技术中存在的导线检测过程背景线段的干扰、导线跟踪过程中由于光照变化和尺度变化引起的导线跟踪偏差甚至于失败、后续的缺陷识别准确率和效率低下的问题。

本发明采取的技术方案为：一种输电线路巡检的沿线自动跟踪方法，包括一种输电线路巡检的沿线自动跟踪系统，一种输电线路巡检的沿线自动跟踪系统包括视频采集模块、导线检测模块、导线跟踪模块、视频分段模块和存储/传输模块，跟踪系统的跟踪方法如下：

1)视频采集：利用视频采集模块对输电线路进行视频采集；

2)导线检测：对采集的视频采用导线检测模块对导线进行检测；

3)导线跟踪：采用导线跟踪模块对步骤2)中检测到的导线进行跟踪；

4)视频分段：采用视频分段模块对步骤3)中跟踪的导线的杆塔进行分段；