【技术实现步骤摘要】
一种基于RGB图像的高压电力线路无人机巡检方法
本专利技术属于数字图像处理与电力线路自动巡检领域,涉及一种基于RGB图像的高压电力线路无人机巡检方法。
技术介绍
随着近年来我国经济的飞速发展,对电力能源的需求越来越旺盛,为了满足这种需求,长距离、超高电压、大容量输电线路大幅扩建。一方面,随着电力线的大量建设,覆盖面越来越宽广,线路走廊需要穿越多种复杂的地理环境,如大面积水库、湖泊和崇山峻岭等,这就给线路的维护造成很多的困难;另一方面,电力线所在的环境随着时间和地区的变化也会发生不同的变化。整个电力线体系复杂程度高,随着社会和经济的发展,其对能源安全的要求会越来越高,突发性的大规模输电故障将会导致不可估量的经济损失,影响社会的稳定,所以对电力线路进行巡检,及时发现设备缺陷和危机线路安全的隐患是电力系统维护工作的重要组成部分。输配电电路是电力系统的重要组成部分,由于架空输电线路的覆盖区域广,穿越的地形复杂多样,线路基础、杆塔、电力金具、绝缘子、导地线等长期暴露在自然环境中,极易受到外界的影响和损害。目前的架空线事故主要包括雷击事故、大风事故、外力破坏事故、线路过载或接触不良引起的断线事故以及设备老化等导致的事故。目前,传统的输电线路的巡检主要采用两种算方法,即人工法和载人直升机航测法。我国的电力线路的巡检工作主要由人工完成,人工巡检采用攀爬电力线杆塔的方式,存在极大的安全隐患。人工巡检受到地理环境和人体体能的限制,导致巡检效率低,实时性差,很难满足现在电力巡检的要求。此外,人工电力线巡检方式往往通过肉眼观测,使用经验判断线路是否故障,也容易造成失误,准确性不高 ...
【技术保护点】
1.一种基于RGB图像的高压电力线路无人机巡检方法,其特征在于,包括如下步骤;步骤1:利用无人机搭载的单目视觉测量设备获取架空线及其周围环境信息的视频图像;步骤2:将电力线看成电力线物体,分析其物理结构特征,提出线边缘配对原则;步骤3:利用RGB三通道信息互补特性对传统的LSD算法进行改进,提取图像中的线段;使用线边缘配对原则将电力线边缘线进行配对,同时滤除外界环境的干扰;步骤4:考虑电力线在RGB图像中的颜色特性,使用此特性和根据霍夫变换的规则来验证电力线物体。
【技术特征摘要】
1.一种基于RGB图像的高压电力线路无人机巡检方法,其特征在于,包括如下步骤;步骤1:利用无人机搭载的单目视觉测量设备获取架空线及其周围环境信息的视频图像;步骤2:将电力线看成电力线物体,分析其物理结构特征,提出线边缘配对原则;步骤3:利用RGB三通道信息互补特性对传统的LSD算法进行改进,提取图像中的线段;使用线边缘配对原则将电力线边缘线进行配对,同时滤除外界环境的干扰;步骤4:考虑电力线在RGB图像中的颜色特性,使用此特性和根据霍夫变换的规则来验证电力线物体。2.如权利要求1所述的基于RGB图像的高压电力线路无人机巡检方法,其特征在于,所述步骤1中的单目视觉测量设备为高精度RGB视频图像采集设备。3.如权利要求1所述的基于RGB图像的高压电力线路无人机巡检方法,其特征在于,所述步骤1中无人机搭载单目视觉测量设备进行电力巡检时,无人机根据GPS导航自动飞行,飞至电力线附近切换为图像识别引导,使无人机在与电力线平行的路线上,并在电力线上方进行直线匀速飞行。4.如权利要求1所述的基于RGB图像的高压电力线路无人机巡检方法,其特征在于,所述步骤2中电力线物体的物理模型为:电力线具有两个平行的边缘线,并且两个边缘线具有足够的覆盖距离,同时两条边缘线之间间距足够小。5.如权利要求1所述的基于RGB图像的高压电力线路无人机巡检方法,其特征在于,所述步骤2中所述线边缘配对原则为:原则1:两个边缘线的平行特性通过它们延长线之间的夹角来估计;给定一条线段L:Pstart→Pend,其两个端点在坐标轴上的坐标为Pstart=(xstart,ystart)和Pend=(xend,yend);此线段的延长线l可以表示为:ax+by+c=0(1)其中,三个参数a、b、c可以通过两个端点计算出来:假设一条电力线的两个边缘线为Li:Pistart→Piend和Lj:Pjstart→Pjend,在坐标轴中,其延长线可以表示为:使用几何知识,两条边缘线的夹角可以等效于其延长线的夹角,经过计算可以得到其夹角:一条电力线的两条边缘线的夹角应小于设定的夹角阈值θ,可以通过夹角阈值来对识别出来的线段进行滤波;原则2:在线方向上的覆盖距离可以简化为两条边缘线在电力线主方向上的共有距离,线方向简化为水平或垂直,通过参数β来确定电力线的方向:其中,βi与βj分别是线段Li、Lj与水平方向的夹角,如果β大于π/4,线方向定义为水平方向,在图像中为x轴方向;否则定义为垂直方向,在图像中为y轴方向;对于在图像中识别出来的任一线段,将其两个端点中在线方向上具有较大值的坐标值记为Cmax,较小的记为Cmin;对于电力线的两条边缘线Li和Lj,它们共有的距离Cc和总距离Ct定义为:将覆盖距离定义为共有的距离Cc与总距离C...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗艳红,王硕,杨东升,孙滢,李广彬,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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