一种输电线路拟合方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种输电线路拟合方法及装置，其中该拟合方法包括如下步骤：获取电力塔的图像，从图像中提取电力塔头轮廓信息，并根据电力塔头轮廓信息确定电力塔头位置信息；根据电力塔头位置信息获取输电线检测区域，并对输电线检测区域进行滤波；对滤波处理后的输电线检测区域进行检测，得到输电线路位置信息；根据电力塔头位置信息和输电线路位置信息进行输电线路拟合，生成输电线路拟合结果。本发明专利技术根据图像中输电线路塔线的排列特点，提取图像中的电力塔头位置并检测输电线位置，拟合输电线路，具有精确度高、鲁棒性强、约束条件较少，对外界的复杂环境具有很好的适应性。

A fitting method and device for transmission line

The invention discloses a transmission line fitting method and device, wherein the fitting method comprises the following steps: image acquisition of the electric power tower, power tower head contour information extraction from images, and according to the determined head position information of power tower power head contour information; according to the power transmission line tower head position information acquisition and detection area filtering the transmission line detection area; to detect the wire detection area transmission after filtering processing, get the position information of transmission lines; according to the power transmission line tower head position information and position information of transmission line fitting, the fitting results generated in transmission line. According to the arrangement characteristics of transmission tower line in the image, the image extraction and detection of tower head position power transmission line, transmission line fitting, has high accuracy and strong robustness, fewer constraints and complex environment of the outside world has very good adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路拟合方法及装置
本专利技术涉及图像处理和模式识别
，具体涉及一种输电线路拟合方法及装置。
技术介绍
随着飞行器技术和电力产业的发展，越来越多的图像数据通过各种巡线飞行器收集起来，实现可以代替人眼的智能自动监控功能，并将其应用于实际巡线系统中，成为视频监控和智能电力巡线领域共同研究的目标。输电线路位置信息作为输电线路的一项基本信息，在电力巡线中起着重要的作用。输电线路自动拟合系统可以广泛应用于野外巡线过程中的飞行器自动导航与避障、输电线路故障监控区域选取等等。而在输电线路视频监控系统的应用中，摄像机搭载在飞行器之上，其拍摄场景和视野较为广阔，因此输电线路目标并不十分明显，与配电站固定视频监控拍摄的图像有较大差别。同时飞行器的飞行姿态也会带来的拍摄角度的不确定。而且考虑到监控场景中可能存在的复杂背景和多变的天气、光照等外界环境，目前几乎所有的输电线路检测方法均未考虑输电线路中的塔线关系，仅通过输电线路中输电线自身之间的关系来提高输电线的检测效率。由J.Zhang等人发表的《IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems(IEEE航空电子系统学报)》通过大量图像训练输电线路中塔与线之间的位置关系。据此通过训练器来估计目标图片中输电线在电力塔附近的位置区域提高输电线的检测效率。但此方法有两大问题妨碍其工程应用：第一、训练样本图片和目标必须都有类似的特定塔线关系，文中是左右相邻关系。实际应用中由于拍摄角度不确定，塔线不存在固定的位置关系；第二、除了电力塔检测以外，塔线位置关系的训练过程也需要大量的训练样本，运算量过大。
技术实现思路
本专利技术提供一种输电线路拟合方法，利用了输电线路的塔线位置信息，基于塔线关系的检测区域自动滤波处理等图像处理和模式识别技术，实现了巡线监控系统中输电线路的实时检测和拟合。本专利技术提供的一种输电线路拟合方法，包括如下步骤：获取电力塔的图像，从图像中提取电力塔头轮廓信息，并根据电力塔头轮廓信息确定电力塔头位置信息；根据电力塔头位置信息获取输电线检测区域，并对输电线检测区域进行滤波；对滤波处理后的输电线检测区域进行检测，得到输电线路位置信息；根据电力塔头位置信息和输电线路位置信息进行输电线路拟合，生成输电线路拟合结果。优选地，获取电子塔的图像，从图像中提取电力塔头轮廓信息，并根据电力塔头轮廓信息确定电力塔头位置信息，包括：对预储存的图像进行预处理；在预处理后的图像中提取多张电力塔头图像，提取电力塔头图像的电力塔头轮廓信息；根据电力塔头轮廓信息在预处理后的预储存图像中确定电力塔头位置信息。优选地，根据电力塔头轮廓信息在预处理后的预储存图像中确定电力塔头位置信息，包括：通过共享轮廓算法从电力塔头图像中提取塔头轮廓模板；利用检测窗口，按照预设检测目标尺寸及预设步长扫描预处理后的预储存图像，生成扫描结果，其中，检测窗口的尺寸大于预设检测目标尺寸；通过非极大值抑制算法对检测窗口的扫描结果进行排序，将前两位的两个检测窗口作为电力塔头检测目标，并记录两个检测窗口的坐标信息作为电力塔头位置信息。优选地，根据电力塔头位置信息获取输电线检测区域，包括：根据前两位的两个检测窗口的左上坐标的大小关系确定输电线检测区域。优选地，对输电线检测区域进行滤波，包括：计算前两位的两个检测窗口中心点连线的斜率；根据斜率计算方向角度，并根据方向角度选择掩膜对输电线检测区域进行滤波。优选地，通过以下公式对输电线检测区域进行滤波：其中(m,n)为图像像素位置坐标，(i,j)为像素位置偏移量，w为根据方向角度选择的掩膜。优选地，对滤波处理后的输电线检测区域进行检测，得到输电线路位置信息，具体包括：利用霍夫变换对滤波处理后的输电线检测区域进行检测，得到输电线区域中的多段线段；从多段线段中提取与电力塔头之间连线的角度的偏差小于预设值的检测线段；分别计算每个检测线段的长度，并将最长的检测线段对应的线路的起始和终止位置确定为输电线路位置信息。优选地，根据电力塔头位置信息和输电线路位置信息进行输电线路拟合，生成输电线路拟合结果，是通过三次均匀B-样条曲线根据电力塔头位置信息和输电线路位置信息进行输电线路拟合，生成输电线路拟合结果。相应地，本专利技术还提供一种输电线路拟合装置，包括：电力塔头位置信息确定模块，用于获取电力塔的图像，从图像中提取电力塔头轮廓信息，并根据电力塔头轮廓信息确定电力塔头位置信息；输电线检测区域获取模块，用于根据电力塔头位置信息获取输电线检测区域，并对输电线检测区域进行滤波；输电线路位置信息获取模块，用于对滤波处理后的输电线检测区域进行检测，得到输电线路位置信息；输电线路拟合结果生成模块，用于根据电力塔头位置信息和输电线路位置信息进行输电线路拟合，生成输电线路拟合结果。优选地，电力塔头位置信息确定模块包括：图像预处理子模块，用于对预储存的图像进行预处理；电力塔头轮廓信息提取子模块，用于在预处理后的图像中提取多张电力塔头图像，提取电力塔头图像的电力塔头轮廓信息；电力塔头位置信息确定子模块，用于根据电力塔头轮廓信息在预处理后的预储存图像中确定电力塔头位置信息。优选地，电力塔头位置信息确定子模块具体用于：通过共享轮廓算法从电力塔头图像中提取塔头轮廓模板；利用检测窗口，按照预设检测目标尺寸及预设步长扫描预处理后的预储存图像，生成扫描结果，其中，检测窗口的尺寸大于预设检测目标尺寸；通过非极大值抑制算法对检测窗口的扫描结果进行排序，将前两位的两个检测窗口作为电力塔头检测目标，并记录两个检测窗口的坐标信息作为电力塔头位置信息。优选地，输电线检测区域获取模块具体用于：根据前两位的两个检测窗口的左上坐标的大小关系确定输电线检测区域。优选地，输电线检测区域获取模块还用于：计算前两位的两个检测窗口中心点连线的斜率；根据斜率计算方向角度，并根据方向角度选择掩膜对输电线检测区域进行滤波。优选地，输电线检测区域获取模块通过以下公式对输电线检测区域进行滤波：其中(m,n)为图像像素位置坐标，(i,j)为像素位置偏移量，w为根据方向角度选择的掩膜。优选地，输电线路位置信息获取模块具体用于：利用霍夫变换对滤波处理后的输电线检测区域进行检测，得到输电线区域中的多段线段；从多段线段中提取与电力塔头之间连线的角度的偏差小于预设值的检测线段；分别计算每个检测线段的长度，并将最长的检测线段对应的线路的起始和终止位置确定为输电线路位置信息。优选地，输电线路拟合结果生成模块通过三次均匀B-样条曲线根据电力塔头位置信息和输电线路位置信息进行输电线路拟合，生成输电线路拟合结果。本专利技术还提供一种输电线路拟合设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行方法的步骤。本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的一种输电线路拟合方法，通过获取电力塔的图像，从图像中提取电力塔头轮廓信息，并根据电力塔头轮廓信息确定电力塔头位置信息；根据电力塔头位置信息获取输电线检测区域，并对输电线检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：获取电力塔的图像，从图像中提取电力塔头轮廓信息，并根据电力塔头轮廓信息确定电力塔头位置信息；根据电力塔头位置信息获取输电线检测区域，并对输电线检测区域进行滤波；对滤波处理后的输电线检测区域进行检测，得到输电线路位置信息；根据电力塔头位置信息和输电线路位置信息进行输电线路拟合，生成输电线路拟合结果。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：获取电力塔的图像，从图像中提取电力塔头轮廓信息，并根据电力塔头轮廓信息确定电力塔头位置信息；根据电力塔头位置信息获取输电线检测区域，并对输电线检测区域进行滤波；对滤波处理后的输电线检测区域进行检测，得到输电线路位置信息；根据电力塔头位置信息和输电线路位置信息进行输电线路拟合，生成输电线路拟合结果。2.根据权利要求1的输电线路拟合方法，其特征在于，获取电子塔的图像，从图像中提取电力塔头轮廓信息，并根据电力塔头轮廓信息确定电力塔头位置信息，包括：对预储存的图像进行预处理；在预处理后的图像中提取多张电力塔头图像，提取电力塔头图像的电力塔头轮廓信息；根据电力塔头轮廓信息在预处理后的预储存图像中确定电力塔头位置信息。3.根据权利要求2的输电线路拟合方法，其特征在于，根据电力塔头轮廓信息在预处理后的预储存图像中确定电力塔头位置信息，包括：通过共享轮廓算法从电力塔头图像中提取塔头轮廓模板；利用检测窗口，按照预设检测目标尺寸及预设步长扫描预处理后的预储存图像生成扫描结果，其中，检测窗口的尺寸大于预设检测目标尺寸；通过非极大值抑制算法对检测窗口的扫描结果进行排序，将前两位的两个检测窗口作为电力塔头检测目标，并记录两个检测窗口的坐标信息作为电力塔头位置信息。4.根据权利要求3的输电线路拟合方法，其特征在于，根据电力塔头位置信息获取输电线检测区域，包括：根据前两位的两个检测窗口的左上坐标的大小关系确定输电线检测区域。5.根据权利要求4的输电线路拟合方法，其特征在于，对输电线检测区域进行滤波，包括：计算前两位的两个检测窗口中心点连线的斜率；根据斜率计算方向角度，并根据方向角度选择掩膜对输电线检测区域进行滤波。6.根据权利要求5的输电线路拟合方法，其特征在于，通过以下公式对输电线检测区域进行滤波：

【专利技术属性】
技术研发人员：陈诚，李泊，董世文，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11