一种通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法技术

本发明专利技术提供一种通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，具体过程为：步骤A，对输电线路的红外灰度图像的进行Otsu自适应阈值分割，得到疑似目标图像；步骤B，对疑似目标图像进行连通域分离，得到多幅图像；步骤C，对步骤B得到的多幅图像进行骨架提取，得到多幅骨架图像；步骤D，计算多幅骨架图像中每一幅的USFPF特征，根据所述USFPF特征识别故障跳线联板。该方法综合考虑故障跳线联板的形状特征，从识别的故障跳线联板的整体表现情况出发，有选着性的选择识别特征，使识别效果得到提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于输电线路故障跳线联板识别
，具体涉及一种通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法。
技术介绍
社会在不断的前进，电力系统是为社会提供动力的心脏，但是长期在户外运行的输电设备由于经受着老化、恶劣天气等因素的影响，时常发生故障，因此如何及时发现输电线路的故障，并进行检修是一个研究热点。输电线路发生故障就会导致过热现象，而红外波段对温度敏感，因此Leslie在1949年提出运用红外测温设备检测输电线路故障。但是由于当时设备落后，该方法并没有被广泛的使用。随着科学的进步，红外设备也越来越先进，并具有不接触、不停电、远距离等优点，被广泛的运用在输电线路检测方面。但是运用数字图像处理智能检测并识别输电线路设备故障的研究还需要更加深入。电气设备在工作时，由于环境、导电材料等因素，会产生各种各样的损耗，这些损耗最终会通过热能的方式发散出去，而导电设备多为金属，导热性能较好，所以随着工作时间变长，输电设备便会发热，致使输电设备的物理性能变坏，输电设备一旦发生故障，其损耗便会急剧变大，其温度也会迅速上升。所以，确定输电设备是否发热严重，可以确定其是否发生故障或者存在隐患。在高压输电设备中，跳线联板、接续管和绝缘子最容易发生故障。目前已有许多科研人员通过在热图中研究高压输电设备发热区域的识别算法，但是直接通过红外图像运用图形学研究高压输电线发热区域的识别算法的研究还不够深入，本专利技术经过对大量红外图像进行分析，实现了通过图像学算法在红外图像中识别输电设备中跳线联板故障。
技术实现思路
本专利技术提供了一种通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，该方法综合考虑故障跳线联板的形状特征，从识别的故障跳线联板的整体表现情况出发，有选着性的选择识别特征，使识别效果得到提高。实现本专利技术的技术方案如下：一种通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，具体过程为：步骤A，对输电线路的红外灰度图像的进行Otsu自适应阈值分割，得到疑似目标图像；步骤B，对疑似目标图像进行连通域分离，得到多幅图像；步骤C，对步骤B得到的多幅图像进行骨架提取，得到多幅骨架图像；步骤D，计算多幅骨架图像中每一幅的USFPF(U-shaped four-point feature)特征，根据所述USFPF特征识别故障跳线联板。进一步地，本专利技术步骤A进行阈值分割时，所使用的阈值为Otsu取得动态最佳阈值向上调节60-70个灰度级后的值。进一步地，本专利技术步骤B的进行连通域分离前，对疑似目标图像进行漫水法滤波。进一步地，本专利技术在进行骨架提取前，先对步骤B得到的多幅图像进行膨胀和孔洞填充处理。进一步地，本专利技术步骤D的具体过程如下：故障跳线联板为U型特征，U型特征区域必须存在四个有效的节点，包括两个边界顶点和两个过程拐点，首先，以八向连通域内只有一个目标像素点为约束条件，寻找到两个边界顶点；其次，以其中一个边界顶点为起点，然后用3×3的检测窗口在骨架上移动，将灰度在水平和竖直方向上灰度变化最大的两个点确定为过程拐点；窗口移动[u,v]产生的灰度变化E(u,v)： E ( u , v ) = Σ x , y w ( x , y ) [ f ( x + u , y + v ) - f ( x , y ) ] 2 - - - ( 1 ) ]]>其中，E(u,v)为窗口移动前后的灰度变化量，w(x,y)为窗口函数，f(x+u,y+v)为平移后的灰度图像，且有f(x+u,y+v)＝f(x,y)+fxu+fyv+O(u2,v2)，fx为x方向的一阶微分fy为y方向上的一阶微分，O(u2,v2)为佩亚诺(Peano)余项。所以原灰度变化函数可转化为： E ( u , v ) = [ u , v ] f x 2 f x f y f x f y f y 2 u v ]]>微小移动量近似表达式： E ( u , v ) ≅ [ u , v ] M u v ]]>其中M为2*2矩阵，可由图像求导可得： M = Σ x , y 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，其特征在于，具体过程为：步骤A，对输电线路的红外灰度图像的进行Otsu自适应阈值分割，得到疑似目标图像；步骤B，对疑似目标图像进行连通域分离，得到多幅图像；步骤C，对步骤B得到的多幅图像进行骨架提取，得到多幅骨架图像；步骤D，计算多幅骨架图像中每一幅的USFPF特征，根据所述USFPF特征识别故障跳线联板。

【技术特征摘要】
1.一种通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，其特征在于，具体过程为：步骤A，对输电线路的红外灰度图像的进行Otsu自适应阈值分割，得到疑似目标图像；步骤B，对疑似目标图像进行连通域分离，得到多幅图像；步骤C，对步骤B得到的多幅图像进行骨架提取，得到多幅骨架图像；步骤D，计算多幅骨架图像中每一幅的USFPF特征，根据所述USFPF特征识别故障跳线联板。2.根据权利要求1所述通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，其特征在于，步骤A进行阈值分割时，所使用的阈值为Otsu取得动态最佳阈值向上调节60-70个灰度级后的值。3.根据权利要求1所述通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，其特征在于，步骤B的进行连通域分离前，对疑似目标图像进行漫水法滤波。4.根据权利要求1所述通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，其特征在于，在进行骨架提取前，先对步骤B得到的多幅图像进行膨胀和孔洞填充处理。5.根据权利要求1所述通过USFPF特征识别故障跳线联板的方法，其特征在于，故障跳线联板为U型特征，U型特征区域必须存在四个有效的节点，包括两个边界顶点和两个过程拐点，所述步骤D的具体过程如下：首先，以八向连通域内只有一个目标像素点为约束条件，寻找到两个边界顶点；其次，以其中一个边界顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：许廷发，江慎旺，黄博，张增，张巍，杨鹤猛，吴新桥，周筑博，张贵峰，张静，李锐海，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，北京理工大学，天津航天中为数据系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44