一种电缆线缺陷检测以及直径测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双目智能巡检机器人的电缆线缺陷检测以及直径测量方法，包括利用双目智能巡检机器人对电缆线进行巡检，获取电缆线视频图像；提取电缆线边缘、边缘特征点以及电缆线的归一化积分投影特征；利用标定好的双目像机实现电缆线边缘特征点的三维重建；求出双目立体视觉坐标系下的一组边缘特征点的三维坐标；求解出像机三维坐标系下该组边缘特征点的距离，即为电缆线特征点的直径；电缆绝缘表面故障识别。本发明专利技术通过分析电缆线竖直方向和水平方向上的积分投影特征，实现电缆线表面缺陷故障检测，解决了存在阶梯、坡道和弯道等情况下新建电缆隧道，自主导航式电缆隧道综合巡检机器人的检测精度不够、检测速度较慢的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电缆线缺陷检测以及直径测量方法


[0001]本专利技术属于电力工业领域，具体地说一种基于双目智能巡检机器人的电缆线缺陷检测及直径测量的方法。

技术介绍

[0002]电力电缆是信息和电能传输的重要通道，电缆线在服役过程中经常会遭受外在和内在等因素的破坏，诸如人为野蛮施工、动物啮咬、高温、腐蚀性气体、液体等的侵蚀，以及随着服役时间的增加导致电缆表面绝缘层老化等情况，上述现象均会对电能传输甚至整个电网系统安全供电造成重要影响。对电力核心区域或关键传输通道进行电缆线的全天候监测，可极大提高电网系统的安全性，减少由于电缆线出现故障而造成的重大经济损失和安全事故。目前电力电缆线国内外常见的方法有：人工巡检法、声音检测方法、相位检测方法和智能巡检机器人等方法。人工巡检方法由于受人为主观因素影响较大，存在一定的效率低下情况，目前许多先进技术的使用正在替代人工巡检方式。针对复杂背景噪声环境下，通过对电缆故障点的放电声音信号进行分析和自适应滤波，可以实现电缆故障点的冲击放电声音信号精准检测。利用声音信号的地下电缆防破坏预警系统平台，可以实现电缆损坏事件的预警，加强了地下电缆的保护。利用多频测相的相位法测距原理，可以建立电力电缆线故障测距模型。利用无人机进行巡检，通过对拍摄到的可见光图像进行深度学习，利用一种基于自主视觉的电力线自动检测方法，可以检测出电力线路元件常见故障。针对新建电缆隧道内多存在阶梯、坡道和弯道等情况，可以实现一种自主导航式电缆隧道综合巡检机器人的检测方法。上述方法针对不同情况下电力电缆有关故障识别和检测问题进行了研究，取得了一定的效果。
[0003]智能巡检机器人由于技术先进性，具有高效率、高防护性和高可靠性，可以自主实现综合管廊内高压线路及电缆隧道环境的监测。在电缆线路智能巡检中，为了定位和识别出电缆线故障点，需要检测出电缆线的直径信息以及表面绝缘材料状况。因此，研究一种基于双目智能巡检机器人的电缆线缺陷检测及直径测量方法，对实现电缆线直径测量和绝缘表面故障状况的监测效率具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种电缆线缺陷检测以及直径测量方法，利用双目智能巡检机器人，结合图像处理和分析技术，实现电缆线直径测量和绝缘表面故障状况的监测。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种电缆线缺陷检测以及直径测量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0007](1)利用双目智能巡检机器人对电缆线进行巡检，获取电缆线视频图像；
[0008](2)提取电缆线边缘、边缘特征点以及电缆线的归一化积分投影特征；
[0009](3)利用标定好的双目像机实现电缆线边缘特征点的三维重建；
[0010](4)求出双目立体视觉坐标系下的一组边缘特征点的三维坐标；
[0011](5)求解出像机三维坐标系下该组边缘特征点的距离，即为电缆线特征点的直径；
[0012](6)电缆绝缘表面故障识别；根据在确定好电缆线边缘后，根据电缆线特点，由于破损区域图像表面区域发生变化，实现电缆线绝缘表面故障区域的定位。
[0013]本专利技术中，电缆线边缘提取是利用图像边缘提取和定位算法，步骤如下：
[0014](1)提取电缆线的图像边缘信息；
[0015](2)利用Canny边缘检测和Hough变换直线检测算法；
[0016](3)对电缆线两侧边缘的精确提取。
[0017]智能巡检机器人双目视觉测量系统，是基于双目视差原理，包括以下步骤：
[0018](1)利用两幅图像提取图像特征信息，来获取目标的三维几何坐标；
[0019](2)从不同角度同时获取两幅图像的周围景物；
[0020](3)对像机进行内参数和外参数标定，实现获取目标的三维信息；
[0021](4)利用张正友标定方法求得像机的内参数和外参数。
[0022]电缆绝缘表面故障识别中，利用改进的灰度投影方法，实现电缆线绝缘表面故障区域的定位，包括以下步骤：
[0023](1)利用离散高斯平滑模板对电缆线图像进行高斯平滑操作去除图像噪声点；
[0024](2)对预处理后的电缆图像进行梯度提取；
[0025](3)利用灰度积分投影算法估计电缆线绝缘层故障区域位置。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术通过分析电缆线竖直方向和水平方向上的积分投影特征，实现电缆线表面缺陷故障检测，解决了存在阶梯、坡道和弯道等情况下新建电缆隧道，自主导航式电缆隧道综合巡检机器人的检测精度不够、检测速度较慢的问题。本专利技术的技术先进性高，具有高效率、高防护性和高可靠性，可以自主实现综合管廊内高压线路及电缆隧道环境的监测。在电缆线路智能巡检中，可以定位和识别出电缆线故障点，检测出电缆线的直径信息以及表面绝缘材料状况。
附图说明
[0028]图1是本专利技术方法的流程图；
[0029]图2是本专利技术电缆线图像边缘以及边缘点提取示意图；
[0030]图3是本专利技术双目视觉测量系统模型示意图；
[0031]图4是本专利技术不同种类电缆线归一化积分投影分析图；
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：
[0033]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本专利技术作进一步详细的说明。
[0034]一种电缆线缺陷检测以及直径测量方法，方法流程图如图1所示。该方法包括以下步骤：
[0035](1)利用双目智能巡检机器人对电缆线进行巡检，获取电缆线视频图像；
[0036](2)提取电缆线边缘、边缘特征点以及电缆线的归一化积分投影特征；
[0037](3)利用标定好的双目像机实现电缆线边缘特征点的三维重建；
[0038](4)求出双目立体视觉坐标系下的一组边缘特征点的三维坐标；
[0039](5)求解出像机三维坐标系下该组边缘特征点的距离，即为电缆线特征点的直径；
[0040](6)电缆绝缘表面故障识别；根据在确定好电缆线边缘后，根据电缆线特点，由于破损区域图像表面区域发生变化，实现电缆线绝缘表面故障区域的定位。
[0041]具体如下：
[0042](1)电缆线边缘和特征点提取。
[0043]利用图像边缘提取和定位算法，提取一种电缆线的图像边缘信息的方法。根据拍摄的电缆线图像特点，利用Canny边缘检测和Hough变换直线检测算法，实现电缆线两侧边缘的精确提取。然后，在求出的电缆线两侧边缘线上，选出一对边缘点，该组边缘点需要满足两点的连线垂直于电缆边缘线，如图2所示。1和2为电缆线5对应的边缘，3和4为边缘上的点。确定好电缆边缘上一组点3和4后，利用标定好的双目视觉测量系统，根据边缘点的对应几何信息，可以实现双目图像中边缘点的正确匹配。通过双目视觉三角测量原理的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆线缺陷检测以及直径测量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)利用双目智能巡检机器人对电缆线进行巡检，获取电缆线视频图像；(2)提取电缆线边缘、边缘特征点以及电缆线的归一化积分投影特征；(3)利用标定好的双目像机实现电缆线边缘特征点的三维重建；(4)求出双目立体视觉坐标系下的一组边缘特征点的三维坐标；(5)求解出像机三维坐标系下该组边缘特征点的距离，即为电缆线特征点的直径；(6)电缆绝缘表面故障识别；根据在确定好电缆线边缘后，根据电缆线特点，由于破损区域图像表面区域发生变化，实现电缆线绝缘表面故障区域的定位。2.根据权利要求1所述的电缆线缺陷检测以及直径测量方法，其特征在于，电缆线边缘提取是利用图像边缘提取和定位算法，步骤如下：(1)提取电缆线的图像边缘信息；(2)利用Canny边缘检测和Hough变换直线检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震宇，冯曙明，杨永成，包威，胡天牧，
申请(专利权)人：江苏电力信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：