一种高压输电线路自动巡检方法及设备技术

本申请公开了一种高压输电线路自动巡检方法及设备，方法包括：通过已设置有拍摄参数的摄像装置对高压输电线路进行图像采集，得到包含有高压输电线路中导线的图像；根据拍摄参数中包含的巡检方向，在图像中确定巡检末尾端；对图像进行图像识别，在图像中识别确定导线，并确实导线在巡检末尾端中对应的第一基准点，以及图像整体对应的第二基准点；根据第一基准点和第二基准点，确定导线在图像中的画面偏移角度；根据画面偏移角度对拍摄参数进行调整，以实现对高压输电线路的自动巡检。通过画面偏移角度，并根据该画面偏移角度对拍摄参数进行适应性调整，相比于传统方案中的无人机和机器人巡检，可以更加频繁及时发现问题。可以更加频繁及时发现问题。可以更加频繁及时发现问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高压输电线路自动巡检方法及设备


[0001]本申请涉及图像处理领域，具体涉及一种高压输电线路自动巡检方法及设备。

技术介绍

[0002]由于架空输电线路建设成本低、施工周期短、易于检修维护。因此，相对于地下输电线路相比，其是电力工业发展的主要输电方式。而架空输电线路输送容量大，工作电压高，多采用分裂导线的形式，以及采用间隔棒组合，将多根导线组成一相导线，并绵延数千里。然后架空输电线路长期暴露在大气环境中，会直接收到气象条件的作用，可能产生间隔棒松脱、导线断股断线等危险情况。因此有必要对导线定期进行巡线，及时检查导线可能存在的问题。
[0003]目前大部分巡线依赖人工巡检、无人机、机器人巡检或者在线装置巡检，人工巡检、无人机和机器人巡检都要去架空输电线路现场，巡检频率和巡检效率都很低，并且在恶劣天气情况反而不方便去现场巡查。而远程在线装置巡检，需要人工检查杆塔上的设备和输电线情况，也需要人工巡视逐个视角观察，费时费力，可能因为人工疲劳导致漏看。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请提出了一种高压输电线路自动巡检方法，包括：通过已设置有拍摄参数的摄像装置对高压输电线路进行图像采集，得到包含有所述高压输电线路中导线的图像；根据所述拍摄参数中包含的巡检方向，在所述图像中确定巡检末尾端；对所述图像进行图像识别，在所述图像中识别确定所述导线，并确实所述导线在所述巡检末尾端中对应的第一基准点，以及所述图像整体对应的第二基准点；根据所述第一基准点和所述第二基准点，确定所述导线在所述图像中的画面偏移角度；根据所述画面偏移角度对所述拍摄参数进行调整，并根据调整后的拍摄参数继续对所述高压输电线路进行图像采集，以实现对所述高压输电线路的自动巡检。
[0005]在一个示例中，所述对所述图像进行图像识别，在所述图像中识别确定所述导线，具体包括：在所述图像中进行边缘识别，并根据边缘识别结果进行二值化处理；对所述二值化处理后的图像进行线性拟合，并对所述线性拟合后得到的拟合直线进行聚类分析，以将其中线簇最多的若干个方向，确定为所述图像中存在的若干根导线。
[0006]在一个示例中，所述对所述二值化处理后的图像进行线性拟合，具体包括：在所述二值化处理后的图像中指定多个边缘点，所述边缘点根据所述边缘识别结果得到；将所述多个边缘点，从图像坐标空间转换至参数空间；根据转换后的边缘点，在所述参数空间中的参数共性，确定对应的直线参数，并根据所述直线参数实现线性拟合。
[0007]在一个示例中，所述根据转换后的边缘点，在所述参数空间中的参数共性，确定对应的直线参数，并根据所述直线参数实现线性拟合，具体包括：建立所述参数空间对应的多个二维累加数组A(a,b)，其中，第一维度a的范围根据所述边缘点在所述图像坐标空间中直线斜率确定，第二维度b的范围根据所述边缘点在所述图像坐标空间中直线截距确定；将所
述多个A(a,b)初始化；针对所述图像坐标空间的已指定的每个边缘点，根据该边缘点转换后对应的所述a，确定其对应的所述b，并根据所述a和所述b，将对应的A(a,b)以累加的方式增加固定值；根据累加后的各所述A(a,b)对应的峰值，选取峰值最高的若干个A(a,b)，并将所述选取的A(a,b)中的所述a和所述b，作为直线参数，以在所述图像坐标空间中分别生成若干条直线。
[0008]在一个示例中，所述确实所述导线在所述巡检末尾端中对应的第一基准点，以及所述图像整体对应的第二基准点，具体包括：确定所述导线在所述巡检末尾端的第一中心点(d
x
,d
y
)，以及所述图像整体的第二中心点(c
x
,c
y
)，其中，所述d
x
、所述d
y
分别表示所述第一中心点在所述图像中的横坐标和纵坐标，所述c
x
、所述c
y
分别表示所述第二中心点在所述图像中的横坐标和纵坐标；所述根据所述第一基准点和所述第二基准点，确定所述导线在所述图像中的画面偏移角度，具体包括：确定所述图像的宽度W和高度H，并确定所述摄像装置的视场角FOV分别为水平HA、垂直VA；通过得到所述导线在所述图像中的画面偏移角度。
[0009]在一个示例中，所述根据调整后的拍摄参数继续对所述高压输电线路进行图像采集之前，所述方法还包括：根据所述线簇最多的方向，确定所述导线在所述巡检末尾端中对应的像素直径；根据所述像素直径对所述拍摄参数中的镜头倍率进行调整。
[0010]在一个示例中，所述根据所述线簇最多的方向，确定所述导线在所述巡检末尾端中对应的像素直径，具体包括：确定线簇最多的方向Q；在所述线簇中，选取一根导线，并将选取的导线进行
‑
Q方向的旋转；将旋转后的导线进行垂直投影，并统计投影矩阵中大于0的列向量的数量，以确定所述导线在所述巡检末尾端中对应的像素直径。
[0011]在一个示例中，所述根据所述像素直径对所述拍摄参数中的镜头倍率进行调整，具体包括：确定预先通过标定得到的镜头倍率与所述像素直径之间的对应关系，并根据所述对应关系，以及所述像素直径，对所述拍摄参数中的镜头倍率进行调整，所述对应关系包括B＝P1*r+P2+P0，其中，B为相机直径，r为所述像素直径，P0为初始镜头倍率，P1、P2分别为通过采样并进行线性拟合得到的指定镜头倍率。
[0012]在一个示例中，所述摄像装置为云台摄像机，所述拍摄参数包括起始采集位置、最终采集位置、定时的巡视周期、云台的水平转动角度、云台的垂直转动角度、镜头倍率中的至少一种。
[0013]另一方面，本申请还提出了一种高压输电线路自动巡检设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行：通过已设置有拍摄参数的摄像装置对高压输电线路进行图像采集，得到包含有所述高压输电线路中导线的图像；根据所述拍摄参数中包含的巡检方向，在所述图像中确定巡检末尾端；对所述图像进行图像识别，在所述图像中识别确定所述导线，并确实所述导线在所述巡检末尾端中对应的第一基准点，以及所述图像整体对应的第二基准点；根据所述第一基准点和所述第二基准点，确定所述导线在所述图像中的画面偏移角度；根据所述画面偏移角度对所述拍摄参数进行调整，并根据调整后的拍摄参数继续对所述高压输电线路进行图像采集，以实现对所述高压输电线路的自动巡检。
[0014]通过本申请提出高压输电线路自动巡检方法能够带来如下有益效果：
[0015]通过对采集到的图像进行识别分析，能够确定导线在图像中的画面偏移角度，并根据该画面偏移角度对拍摄参数进行适应性调整，相比于传统方案中的无人机和机器人巡检，可以更加频繁及时发现问题。并且，本申请中的方案无需预先设置多个预置位信息后进行拟合得到拍摄参数曲线，只需要在巡检过程中对拍摄参数进行自动化调整，省去了人工设定这些预置位所需的人力物力，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压输电线路自动巡检方法，其特征在于，包括：通过已设置有拍摄参数的摄像装置对高压输电线路进行图像采集，得到包含有所述高压输电线路中导线的图像；根据所述拍摄参数中包含的巡检方向，在所述图像中确定巡检末尾端；对所述图像进行图像识别，在所述图像中识别确定所述导线，并确实所述导线在所述巡检末尾端中对应的第一基准点，以及所述图像整体对应的第二基准点；根据所述第一基准点和所述第二基准点，确定所述导线在所述图像中的画面偏移角度；根据所述画面偏移角度对所述拍摄参数进行调整，并根据调整后的拍摄参数继续对所述高压输电线路进行图像采集，以实现对所述高压输电线路的自动巡检。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述图像进行图像识别，在所述图像中识别确定所述导线，具体包括：在所述图像中进行边缘识别，并根据边缘识别结果进行二值化处理；对所述二值化处理后的图像进行线性拟合，并对所述线性拟合后得到的拟合直线进行聚类分析，以将其中线簇最多的若干个方向，确定为所述图像中存在的若干根导线。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述二值化处理后的图像进行线性拟合，具体包括：在所述二值化处理后的图像中指定多个边缘点，所述边缘点根据所述边缘识别结果得到；将所述多个边缘点，从图像坐标空间转换至参数空间；根据转换后的边缘点，在所述参数空间中的参数共性，确定对应的直线参数，并根据所述直线参数实现线性拟合，所述参数共性与所述参数空间中，相交于同一点上直线的数量呈正相关。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据转换后的边缘点，在所述参数空间中的参数共性，确定对应的直线参数，并根据所述直线参数实现线性拟合，具体包括：建立所述参数空间对应的多个二维累加数组A(a,b)，其中，第一维度a的范围根据所述边缘点在所述图像坐标空间中直线斜率确定，第二维度b的范围根据所述边缘点在所述图像坐标空间中直线截距确定；将所述多个A(a,b)初始化；针对所述图像坐标空间的已指定的每个边缘点，根据该边缘点转换后对应的所述a，确定其对应的所述b，并根据所述a和所述b，将对应的A(a,b)以累加的方式增加固定值；根据累加后的各所述A(a,b)对应的峰值，选取峰值最高的若干个A(a,b)，并将所述选取的A(a,b)中的所述a和所述b，作为直线参数，以在所述图像坐标空间中分别生成若干条直线。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确实所述导线在所述巡检末尾端中对应的第一基准点，以及所述图像整体对应的第二基准点，具体包括：确定所述导线在所述巡检末尾端的第一中心点(d
x
,d
y
)，以及所述图像整体的第二中心点(c
x
,c
y
)，其中，所述d
x
、所述d
y
分别表示所述第一中心点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕云，蔡富东，吕昌峰，陈雷，韩振，王海慧，
申请(专利权)人：山东信通电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：