一种电缆隧道电缆完整性的检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电缆隧道电缆完整性的检测装置及方法，装置包括轨道巡检小车和电缆图像采集装置，所述电缆图像采集装置设置在轨道巡检小车上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上并带动电缆图像采集装置对电缆隧道内电缆进行巡检，所述电缆图像采集装置对安装电缆的隧道壁进行扫描成像并发送给轨道巡检小车进行电缆完整性判断。本发明专利技术根据高清摄像模块扫描的图像对整条电缆隧道中的电缆的完整性进行自动识别，帮助工作人员直观的判断电缆是否完整，对存在安全隐患的电缆进行及时维修及对发生盗割电缆的位置进行判断具有检测灵敏度高和可靠性高等优点，特别是适合于电缆隧道中电缆完整性检测。

【技术实现步骤摘要】
一种电缆隧道电缆完整性的检测装置及方法
本专利技术涉及电缆隧道内电缆监控领域，具体地说是一种电缆隧道电缆完整性的检测装置及方法。
技术介绍
随着电力行业的发展，电力电缆线路逐渐取代了架空线路。电缆隧道不仅能够优化电力负荷增长与电缆通道资源相应匮乏的冲突，而且能够使供电的可靠性大大提高。电缆隧道中电缆的安全性关系到电力系统的安全运行，通过对电缆隧道中电缆运行的实时监测，及时对存在的安全隐患进行处理，能够极大的提高电缆隧道的稳定性和可靠性。电缆隧道中的电缆固定到支架上，由于环境因素与人为因素等原因，可能造成电缆从固定架上的脱落，造成一定的安全隐患，电缆运行温度过高会造成电缆外表发生变化，长期运行会引发火灾等危险。因此，需要对电缆完整性进行检测，来降低因电缆接头质量问题造成的电缆故障率。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种电缆隧道电缆完整性的检测装置及方法，其能够对电缆接头的完整性进行有效检测，降低因电缆接头质量问题造成的电缆故障率。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：一方面，本专利技术实施例提供的一种电缆隧道电缆完整性的检测装置，它包括轨道巡检小车和电缆图像采集装置，所述电缆图像采集装置设置在轨道巡检小车上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上并带动电缆图像采集装置对电缆隧道内电缆进行巡检，所述电缆图像采集装置对安装电缆的隧道壁进行扫描成像并发送给轨道巡检小车进行电缆完整性判断；所述电缆图像采集装置包括高清摄像模块、A/D转换器、DSP处理器和通信模块，所述高清摄像模块的输出端经过A/D转换器与DSP处理器的输入端连接，所述DSP处理器的数据端与通信模块连接；所述轨道巡检小车包括小车车体、处理器、电源模块、无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、行走机构、升降机构、旋转机构和RFID定位模块，所述小车车体通过行走机构设置在轨道上，所述处理器、电源模块和驱动模块设置在小车车体内部，所述旋转机构设置在小车车体的下方底部中间位置，所述升降机构的上端与旋转机构连接，所述的RFID定位模块和电缆图像采集装置设置在升降机构的下端，所述小车车体的前后两端分别设置有一个超声波传感器，在小车车体的底部的一端靠近超声波传感器处设置有无线通信模块；所述处理器分别与无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、RFID定位模块和电缆图像采集装置的通信模块相连，所述驱动模块用于驱动行走机构、升降机构和旋转机构，所述电源模块与处理器电连接。作为本实施例一种可能的实现方式，所述高清摄像模块包括线路连接基板、影像传感器、红外线滤光片、对焦马达、镜头组和保护膜，所述影像传感器设置在线路连接基板上，所述的红外线滤光片、对焦马达、镜头组和保护膜从里向外依次设置在影像传感器的外侧，所述影像传感器的输出端经过线路连接基板与A/D转换器的输入端连接。作为本实施例一种可能的实现方式，所述处理器包括：图像增强模块，用于对采集的电缆隧道壁图像采用非线性灰度变换按照g(x,y)＝c*log(1+f(x,y))进行灰度变换，式中g(x,y)为灰度变换后的电缆隧道壁图像，f(x,y)为灰度变换前的电缆隧道壁图像，c为比例常数；阈值分割模块，用于采用迭代算法对灰度变换后的电缆隧道壁图像进行阈值分割形成二值图像，其中阈值函数为T＝T[g(x,y)]；电缆轮廓提取模块，用于对二值图像，采用基于Freeman链码的数学形态腐蚀算法对阈值分割后的电缆二值图像进行处理，利用数学形态学边缘提取算子公式：ED(X)＝X-(XΘB)进行提取电缆轮廓图像,式中X为原图像，B为结构元素，EX(D)即为电缆边缘；数据计算模块，用于通过定义像素与上下左右之间的距离为1，并根据Freeman链码计算公式进行计算电缆的长度与宽度，式中cix、ciy分别为水平方向及垂直方向链码；完整性判定模块，用于根据计算出的电缆的长度与宽度数据与电缆隧道中各个区域的电缆实际数据进行比对，分析电缆的完整性。作为本实施例一种可能的实现方式，还包括上位机，所述轨道巡检小车将电缆完整性判断结果发送给上位机进行远程监控；所述电缆完整性判断结果包括电缆的不完整信息及位置信息。另一方面，本专利技术实施例提供的一种电缆隧道电缆完整性的检测方法，它包括以下步骤：步骤1，将高清摄像模块安装在电缆隧道轨道巡检小车上，通过轨道巡检小车的移动实现整体电缆隧道内的图像扫描；步骤2，高清摄像模块对安装电缆的隧道壁进行扫描成像，并将扫描后的电缆隧道壁图像发送给轨道巡检小车；步骤3，轨道巡检小车对扫描的图像进行处理将安装于隧道壁上的电缆扫描图像提取出来，并对电缆的完整性进行判断；步骤4，轨道巡检小车根据RFID位置信息将电缆的不完整信息及位置信息发送给位于监控中心的上位机。作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤3的具体过程包括以下步骤：步骤31，对采集的电缆隧道壁图像采用非线性灰度变换进行灰度变换；步骤32，对灰度变换后的电缆隧道壁图像进行阈值分割形成二值图像；步骤33，对二值图像进行提取电缆轮廓图像；步骤34，计算电缆的长度与宽度；步骤35，根据计算出的电缆的长度与宽度数据与电缆隧道中各个区域的电缆实际数据进行比对，分析电缆的完整性，并输出电缆完整性判断结果。作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤31中，采用下式对对采集的电缆隧道壁图像进行非线性灰度变换：g(x,y)＝c*log(1+f(x,y))式中，对采集的电缆隧道壁图像g(x,y)为灰度变换后的电缆隧道壁图像，f(x,y)为灰度变换前的电缆隧道壁图像，c为比例常数。作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤32的具体过程包括以下步骤：步骤321，选择电缆隧道壁图像灰度范围的中值T0，对电缆隧道壁图像进行分割产生子图像；步骤322，分割后的子图像按照如下公式进行分割式中，hk为灰度k值的像素个数，L为灰度级数；步骤323，选取新的阈值对子图像进行阈值分割；步骤324，重复迭代步骤322至步骤323，当Ti+1＝Ti时迭代结束，选取结束时Ti为最终阈值，其中，Ti和Ti+1∈T,T＝T[g(x,y)]为阈值函数,g(x,y)为电缆隧道壁图像的灰度值。作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤33中，采用基于Freeman链码的数学形态腐蚀算法对阈值分割后的电缆二值图像进行处理提取电缆轮廓图像，所述基于Freeman链码的数学形态腐蚀算法中数学形态学边缘提取算子公式为：ED(X)＝X-(XΘB)式中X为原图像，B为结构元素，EX(D)即为即为电缆边缘。作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤34的具体过程包括以下步骤：步骤341，定义像素与上下左右之间的距离为1；步骤342，根据Freeman链码计算公式计算电缆的长度与宽度，所述Freeman链码计算公式为：式中，cix、ciy分别为水平方向及垂直方向链码。本专利技术实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：一方面，本专利技术实施例技术方案的一种电缆隧道电缆完整性的检测装置包括轨道巡检小车和电缆图像采集装置，所述电缆图像采集装置设置在轨道巡检小车上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上并带动电缆图像采集装置对电缆隧道内电缆进行巡检，所述电缆图像采集装置对安装电缆的隧道壁进行扫描成像并发送给轨道巡检小车进行电缆完整性判断。该检测装置根据高清摄像模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆隧道电缆完整性的检测装置，其特征是，包括轨道巡检小车和电缆图像采集装置，所述电缆图像采集装置设置在轨道巡检小车上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上并带动电缆图像采集装置对电缆隧道内电缆进行巡检，所述电缆图像采集装置对安装电缆的隧道壁进行扫描成像并发送给轨道巡检小车进行电缆完整性判断；所述电缆图像采集装置包括高清摄像模块、A/D转换器、DSP处理器和通信模块，所述高清摄像模块的输出端经过A/D转换器与DSP处理器的输入端连接，所述DSP处理器的数据端与通信模块连接；所述轨道巡检小车包括小车车体、处理器、电源模块、无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、行走机构、升降机构、旋转机构和RFID定位模块，所述小车车体通过行走机构设置在轨道上，所述处理器、电源模块和驱动模块设置在小车车体内部，所述旋转机构设置在小车车体的下方底部中间位置，所述升降机构的上端与旋转机构连接，所述的RFID定位模块和电缆图像采集装置设置在升降机构的下端，所述小车车体的前后两端分别设置有一个超声波传感器，在小车车体的底部的一端靠近超声波传感器处设置有无线通信模块；所述处理器分别与无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、RFID定位模块和电缆图像采集装置的通信模块相连，所述驱动模块用于驱动行走机构、升降机构和旋转机构，所述电源模块与处理器电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种电缆隧道电缆完整性的检测装置，其特征是，包括轨道巡检小车和电缆图像采集装置，所述电缆图像采集装置设置在轨道巡检小车上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上并带动电缆图像采集装置对电缆隧道内电缆进行巡检，所述电缆图像采集装置对安装电缆的隧道壁进行扫描成像并发送给轨道巡检小车进行电缆完整性判断；所述电缆图像采集装置包括高清摄像模块、A/D转换器、DSP处理器和通信模块，所述高清摄像模块的输出端经过A/D转换器与DSP处理器的输入端连接，所述DSP处理器的数据端与通信模块连接；所述轨道巡检小车包括小车车体、处理器、电源模块、无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、行走机构、升降机构、旋转机构和RFID定位模块，所述小车车体通过行走机构设置在轨道上，所述处理器、电源模块和驱动模块设置在小车车体内部，所述旋转机构设置在小车车体的下方底部中间位置，所述升降机构的上端与旋转机构连接，所述的RFID定位模块和电缆图像采集装置设置在升降机构的下端，所述小车车体的前后两端分别设置有一个超声波传感器，在小车车体的底部的一端靠近超声波传感器处设置有无线通信模块；所述处理器分别与无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、RFID定位模块和电缆图像采集装置的通信模块相连，所述驱动模块用于驱动行走机构、升降机构和旋转机构，所述电源模块与处理器电连接。2.如权利要求1所述的一种电缆隧道电缆完整性的检测装置，其特征是，所述高清摄像模块包括线路连接基板、影像传感器、红外线滤光片、对焦马达、镜头组和保护膜，所述影像传感器设置在线路连接基板上，所述的红外线滤光片、对焦马达、镜头组和保护膜从里向外依次设置在影像传感器的外侧，所述影像传感器的输出端经过线路连接基板与A/D转换器的输入端连接。3.如权利要求1所述的一种电缆隧道电缆完整性的检测装置，其特征是，所述处理器包括：图像增强模块，用于对采集的电缆隧道壁图像采用非线性灰度变换按照g(x,y)＝c*log(1+f(x,y))进行灰度变换，式中g(x,y)为灰度变换后的电缆隧道壁图像，f(x,y)为灰度变换前的电缆隧道壁图像，c为比例常数；阈值分割模块，用于采用迭代算法对灰度变换后的电缆隧道壁图像进行阈值分割形成二值图像，其中阈值函数为T＝T[g(x,y)]；电缆轮廓提取模块，用于对二值图像，采用基于Freeman链码的数学形态腐蚀算法对阈值分割后的电缆二值图像进行处理，利用数学形态学边缘提取算子公式：ED(X)＝X-(XΘB)进行提取电缆轮廓图像,式中X为原图像，B为结构元素，EX(D)即为电缆边缘；数据计算模块，用于通过定义像素与上下左右之间的距离为1，并根据Freeman链码计算公式进行计算电缆的长度与宽度，式中cix、ciy分别为水平方向及垂直方向链码；完整性判定模块，用于根据计算出的电缆的长度与宽度数据与电缆隧道中各个区域的电缆实际数据进行比对，分析电缆的完整性。4.如权利要求1-3任意一项所述的一种电缆隧道电缆完整性的检测装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯怀东，刘哲，葛少伟，邝涛，苏菲，李德泉，候建峰，姜涛，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37