一种配电线路导线断股散股检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种配电线路导线断股散股检测方法及系统。该方法包括：对机巡导线图像进行预处理，确定预处理后的导线图像；分割所述预处理后的导线图像，确定分割后的导线图像；利用霍夫直线检测方法确定所述分割后的导线图像中的导线；对所述导线进行特征提取，并将提取的导线特征作为支持向量机的输入，输出所述导线中的缺陷区域；所述导线特征包括信息熵、颜色、纹理以及形状底层。本发明专利技术提高了对导线断股散股的识别率。线断股散股的识别率。线断股散股的识别率。

【技术实现步骤摘要】
一种配电线路导线断股散股检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电线路导线断股散股检测领域，特别是涉及一种配电线路导线断股散股检测方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着中国电网的快速建设，为了保证可靠稳定的供电，必须对配电线路进行实时测试，发现异常情况，采取相应的措施进行解决。导线是整个电网线路中的主要设备，负责电网中电能的传输，其安全运行关系到整个电网的稳定。散线断线的缺陷容易造成电力线路功率急剧增加导致断线或造成线路短路现象，它是电力线路缺陷中的一类重要缺陷。因此，及时发现导线缺陷对保证人们的用电安全和稳定具有重要意义。
[0003]近年来，无人机空中巡检因其高效可靠、成本低、不受地面因素影响等优势，“输电线路机巡与人巡效果对比及协同巡检建议”在电力线路运行维护中得到了快速发展。“利用Google Earth软件制定直升机巡线方案”在复杂的自然背景中对目标图像的提取和识别是电力线路故障自动诊断的一大技术瓶颈，因此有必要针对机巡采集的导线图像进行检测导线缺陷的技术研究。由机器巡视操作获得的导线图像，由于天气情况、拍摄设备、拍摄距离和角度等因素不同，图像中灰线的数值和导线所占的像素量会有差异。另外，导线多在野外架空，考虑到机器的检测操作，导线图像上的背景可能是天空、房屋、树木、草地等。线材外观的变化和复杂的背景，使断线的检测成为一个巨大的挑战。
[0004]在电力线路的提取和鉴定方面，国内外的研究和工作取得了一些初步成果。“图像处理技术在直升机巡检输电线路中的应用综述”介绍了日本利用直升机传输电缆检测的方法，利用图像处理软件检测电缆的亮度和形状，从而判断电缆的损伤情况。日韩的EHV输电本身规模较小，具有距离短但容量大的特点，“CRIEPI
’
s aerial inspection of transmission conductor”在仿真领域开始利用数字仿真实时研究系统中的各种问题。目前国内有关导线缺陷检测的工作，一些拍摄极近导线图像的方法，“中日韩电网关键技术发展及趋势分析”、“采用数字图像处理方法对架空输电导线散股的研究”依靠相机采集紧邻导线的定影，且要求导线图像纹理清晰，导线提取的效果容易受到拍摄角度的影响。“基于优化Gabor滤波器的输电导线断股图像检测”将交点结构的模型图像投影出来，与导线的图像进行对比，通过识别导线中已有的交点，间接解决缺陷点的方法，可能会造成缺陷点的误检。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种配电线路导线断股散股检测方法及系统，以解决现有的输电导线断股检测方法易出现误检，检测准确性低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种配电线路导线断股散股检测方法，包括：
[0008]对机巡导线图像进行预处理，确定预处理后的导线图像；
[0009]分割所述预处理后的导线图像，确定分割后的导线图像；
[0010]利用霍夫直线检测方法确定所述分割后的导线图像中的导线；
[0011]对所述导线进行特征提取，并将提取的导线特征作为支持向量机的输入，输出所述导线中的缺陷区域；所述导线特征包括信息熵、颜色、纹理以及形状底层。
[0012]可选的，所述对机巡导线图像进行预处理，确定预处理后的导线图像，具体包括：
[0013]采用256个灰度级对所述机巡导线图像进行灰度化处理，确定灰度化后的图像；
[0014]将滤波窗口设为15像素，对所述灰度化后的图像进行最小值滤波处理，确定滤波后的光照图；
[0015]对所述滤波后的光照图进行均值滤波处理，确定光照分布图；
[0016]去除所述灰度化后的图像中的所述光照分布图，确定预处理后的导线图像。
[0017]可选的，所述分割所述预处理后的导线图像，确定分割后的导线图像，具体包括：
[0018]分别采用边缘检测、平均灰度阈值以及手工设计阈值分割所述预处理后的导线图像，确定三张分割导线图像；
[0019]分别对三张分割导线图像进行图形学处理，确定三张图形学处理后的分割导线图像；
[0020]融合三张图形学处理后的分割导线图像，确定融合二值化图像；所述融合二值化图像为所述分割后的导线图像。
[0021]可选的，所述对所述导线进行特征提取，并将提取的导线特征作为支持向量机的输入，输出所述导线中的缺陷区域，具体包括：
[0022]遍历霍夫直线检测方法检测到的每一根导线的所有滤波窗口，并计算不同的滤波窗口的导线信息熵以及导线轴截面面积；
[0023]根据所述导线信息熵或所述导线轴截面面积确定存在异常特征的滤波窗口；所述存在异常特征的滤波窗口为缺陷区域。
[0024]可选的，所述根据所述导线信息熵或所述导线轴截面面积确定存在异常特征的滤波窗口，具体包括：
[0025]判断所述导线信息熵是否大于导线信息熵阈值，得到第一判断结果；
[0026]若所述第一判断结果表示为所述导线信息熵大于导线信息熵阈值，确定所述所述导线信息熵对应的滤波窗口为所述存在异常特征的滤波窗口；
[0027]若所述第一判断结果表示为所述导线信息熵不大于导线信息熵阈值，确定所述所述导线信息熵对应的滤波窗口为导线正常区域；
[0028]或者，
[0029]判断所述导线轴截面面积是否等于导线轴截面标准面积，得到第二判断结果；
[0030]若所述第一判断结果表示为所述导线轴截面面积等于导线轴截面标准面积，确定所述导线轴截面面积对应的滤波窗口为导线正常区域；
[0031]若所述第一判断结果表示为所述导线轴截面面积不等于导线轴截面标准面积，确定所述导线轴截面面积对应的滤波窗口为所述存在异常特征的滤波窗口。
[0032]一种配电线路导线断股散股检测系统，包括：
[0033]预处理模块，用于对机巡导线图像进行预处理，确定预处理后的导线图像；
[0034]分割模块，用于分割所述预处理后的导线图像，确定分割后的导线图像；
[0035]导线确定模块，用于利用霍夫直线检测方法确定所述分割后的导线图像中的导线；
[0036]缺陷区域确定模块，用于对所述导线进行特征提取，并将提取的导线特征作为支持向量机的输入，输出所述导线中的缺陷区域；所述导线特征包括信息熵、颜色、纹理以及形状底层。
[0037]可选的，所述预处理模块，具体包括：
[0038]灰度化处理单元，用于采用256个灰度级对所述机巡导线图像进行灰度化处理，确定灰度化后的图像；
[0039]最小值滤波单元，用于将滤波窗口设为15像素，对所述灰度化后的图像进行最小值滤波处理，确定滤波后的光照图；
[0040]均值滤波单元，用于对所述滤波后的光照图进行均值滤波处理，确定光照分布图；
[0041]预处理后的导线图像确定单元，用于去除所述灰度化后的图像中的所述光照分布图，确定预处理后的导线图像。
[0042]可选的，所述分割模块，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电线路导线断股散股检测方法，其特征在于，包括：对机巡导线图像进行预处理，确定预处理后的导线图像；分割所述预处理后的导线图像，确定分割后的导线图像；利用霍夫直线检测方法确定所述分割后的导线图像中的导线；对所述导线进行特征提取，并将提取的导线特征作为支持向量机的输入，输出所述导线中的缺陷区域；所述导线特征包括信息熵、颜色、纹理以及形状底层。2.根据权利要求1所述的配电线路导线断股散股检测方法，其特征在于，所述对机巡导线图像进行预处理，确定预处理后的导线图像，具体包括：采用256个灰度级对所述机巡导线图像进行灰度化处理，确定灰度化后的图像；将滤波窗口设为15像素，对所述灰度化后的图像进行最小值滤波处理，确定滤波后的光照图；对所述滤波后的光照图进行均值滤波处理，确定光照分布图；去除所述灰度化后的图像中的所述光照分布图，确定预处理后的导线图像。3.根据权利要求2所述的配电线路导线断股散股检测方法，其特征在于，所述分割所述预处理后的导线图像，确定分割后的导线图像，具体包括：分别采用边缘检测、平均灰度阈值以及手工设计阈值分割所述预处理后的导线图像，确定三张分割导线图像；分别对三张分割导线图像进行图形学处理，确定三张图形学处理后的分割导线图像；融合三张图形学处理后的分割导线图像，确定融合二值化图像；所述融合二值化图像为所述分割后的导线图像。4.根据权利要求3所述的配电线路导线断股散股检测方法，其特征在于，所述对所述导线进行特征提取，并将提取的导线特征作为支持向量机的输入，输出所述导线中的缺陷区域，具体包括：遍历霍夫直线检测方法检测到的每一根导线的所有滤波窗口，并计算不同的滤波窗口的导线信息熵以及导线轴截面面积；根据所述导线信息熵或所述导线轴截面面积确定存在异常特征的滤波窗口；所述存在异常特征的滤波窗口为缺陷区域。5.根据权利要求4所述的配电线路导线断股散股检测方法，其特征在于，所述根据所述导线信息熵或所述导线轴截面面积确定存在异常特征的滤波窗口，具体包括：判断所述导线信息熵是否大于导线信息熵阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述导线信息熵大于导线信息熵阈值，确定所述所述导线信息熵对应的滤波窗口为所述存在异常特征的滤波窗口；若所述第一判断结果表示为所述导线信息熵不大于导线信息熵阈值，确定所述所述导线信息熵对应的滤波窗口为导线正常区域；或者，判断所述导线轴截面面积是否等于导线轴截面标准面积，得到第二判断结果；若所述第一判断结果表示为所述导线轴截面面积等于导线轴截面标准面积，确定所述导线轴截面面积对应的滤波窗口为导线正常区域；若所述第一判断结果表示为所述导线轴截面面积不等于导线轴截面标准面积，确定所
述导线轴截面面积对应的滤波窗口为所述存在异常特征的滤波窗口。6.一种配电线路导线断股散股检测系统，其特征在于，包括：预处理模块，用于对机巡导线图像进行预处理，确定预处理后的导线图像；分割模块，用于分割所述预处理后的导线图像，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛馨远，胡日鹏，饶毅，王照，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：