一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法。该方法通过获得变电设备支架的焊缝灰度图像中的焊缝区域，根据焊缝区域中的边缘形状特征得到焊瘤待测区，通过对焊瘤待测区的圆形饱满度和圆形完整度进行分析获得圆形饱满完整度，通过对焊瘤待测区的焊缝旁侧位置显著值和焊缝根部位置显著值进行分析获得焊缝位置显著值，根据焊瘤待测区的圆形饱满完整度和焊缝位置显著值获得焊瘤显著值，根据焊瘤显著值识别出的焊瘤缺陷情况对变电设备支架质量进行评估。本发明专利技术通过图像处理，分别对焊瘤的形状特征和位置特征进行分析，使焊瘤检测更加全面和准确，更好地实现了对变电设备支架质量的评估。更好地实现了对变电设备支架质量的评估。更好地实现了对变电设备支架质量的评估。

【技术实现步骤摘要】
一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法。

技术介绍

[0002]输变电是通过将低电压升高实现从电厂向电网输电的远距离输电。在完成输电的过程中，需要变压器类、开关类、四小器类、无功装置类设备以及高压套管、导引线、二次设备、高压直流设备等变电设备。为了保证在输送电流的过程中的稳定性和安全性，需要用绝缘支架对输变电设备进行固定，这就对绝缘支架的质量提出了要求。构架焊接的工艺应先进合理，焊缝饱满、平直，不得有焊瘤等缺陷。当焊接中出现焊瘤缺陷时，对应的焊缝更易产生焊透、未融合、夹渣等缺陷并可能产生裂纹，可以看出焊瘤缺陷会引起多种其他焊接缺陷，其危害更大。
[0003]专利技术人在实践中，发现上述现有技术存在以下缺陷：在焊接的过程中会受到诸多因素的影响，导致焊接容易出现缺陷，目前焊接缺陷常用的检测方法主要有目视检测法、射线检测法、超声波检测法、磁通检测法。射线检测需要在封闭的范围内，造价昂贵，且易危害工作人员的身体健康，对空间和环境要求高；超声波检测灵敏度高、速度快，但易受到各种噪声影响；磁通检测是通过电磁来实现缺陷检测，对生产现场造成的电磁污染很大，不利于绿色生产和环保。也有一些基于机器视觉检测的方法，但主要依靠神经网络，训练成本较高，而现有的基于图像特征的焊瘤检测方法仅通过边缘变化程度和表面光亮程度分析，未能全面考虑到焊瘤的形状特征和位置特征，其对焊瘤检测的精度较低，通过焊接缺陷情况反应支架质量的效果也较差。
专利
技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中基于图像特征的焊瘤检测方法仅通过边缘变化程度和表面光亮程度分析，未能全面考虑到焊瘤的形状特征和位置特征，其对焊瘤检测的精度较低的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提出了一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法，所述方法包括：获得变电设备支架的焊缝灰度图像；根据焊缝灰度图像获得焊缝区域，根据焊缝区域中的边缘形状特征划分出焊瘤待测区；获取焊瘤待测区中的角点数量；通过圆检测获得每个焊瘤待测区的标准圆环区域，根据焊瘤待测区与对应标准圆环区域的拟合程度和角点数量获得圆形饱满度；将对应标准圆环区域均匀划分为预设划分数量个子圆环区域，根据焊瘤待测区内边缘像素点在所有子圆环区域中的数量分布获得圆形完整度；根据圆形饱满度和圆形完整度获得每个焊瘤待测区的圆形饱满完整度；对焊缝区域进行细化获得焊缝骨架，通过焊缝骨架将焊缝区域划分为两个子焊缝
区域，根据焊瘤待测区在子焊缝区域中的像素点占比获得焊缝旁侧位置显著值；根据焊瘤待测区的质心在焊缝骨架中的位置获得焊缝根部位置显著值；根据焊缝旁侧位置显著值和焊缝根部位置显著值获得每个焊瘤待测区的焊缝位置显著值；根据焊瘤待测区的圆形饱满完整度和焊缝位置显著值获得焊瘤显著值；根据焊瘤显著值识别出的焊瘤缺陷情况对变电设备支架质量进行评估。
[0005]进一步地，所述根据焊缝区域中的边缘特征划分出焊瘤待测区包括：对焊缝灰度图像采用canny边缘检测算子，获得焊缝区域对应的焊缝边缘图像；采用最小二乘法将焊缝边缘图像中每个闭合边缘的像素点与圆进行拟合，获得每个闭合边缘的第一拟合程度；当第一拟合程度大于等于预设的拟合阈值时，将第一拟合程度对应的由闭合边缘及内部所有像素点组成的区域记为焊瘤待测区，获得焊缝区域中所有焊瘤待测区。
[0006]进一步地，所述圆形饱满度包括：通过霍夫圆检测获得每个焊瘤待测区的标准圆，将标准圆按预设扩展范围进行扩增，获得标准圆环区域，将焊瘤待测区内边缘像素点在对应标准圆环区域中的数量占比作为第二拟合程度；将第一拟合程度与第二拟合程度相乘，获得拟合程度；对角点数量进行负相关映射，将负相关映射值与拟合程度相乘，获得圆形饱满度。
[0007]进一步地，所述圆形完整度包括：获得焊瘤待测区的边缘像素点总数量，将边缘像素点总数量与预设划分数量的比值作为均匀分布数量；将焊瘤待测区内边缘像素点在每个子圆环区域中的数量与均匀分布数量的差值绝对值作为数量差异，获得所有数量差异的累加值，以累加值的倒数作为圆形完整度。
[0008]进一步地，所述圆形饱满完整度包括：将圆形完整度与圆形饱满度相乘，获得圆形饱满完整度。
[0009]进一步地，所述焊缝旁侧位置显著值包括：分别统计焊瘤待测区中像素点分布在两个子焊缝区域中的数量，记为分布数量；将两个分布数量中的最大值与焊瘤待测区的总像素点数量的比值作为焊缝旁侧位置显著值。
[0010]进一步地，所述焊缝根部位置显著值包括：获得焊缝骨架与焊缝区域边缘相交的两个端点，获得焊瘤待测区的质心到两个端点的欧氏距离，记为距离长度；将两个距离长度中的最大值与对应焊缝骨架长度的比值作为焊缝根部位置显著值。
[0011]进一步地，所述焊缝位置显著值包括：将每个焊瘤待测区的焊缝旁侧位置显著值与焊缝根部位置显著值相乘，获得焊瘤待测区的焊缝位置显著值。
[0012]进一步地，所述焊瘤显著值包括：对焊瘤待测区的圆形饱满完整度和焊缝位置显著值进行归一化处理，将归一化处理后的圆形饱满完整度和归一化处理后的焊缝位置显著值相乘，获得焊瘤待测区的焊瘤显著值。
[0013]进一步地，所述根据焊瘤显著值识别出的焊瘤缺陷情况对变电设备支架质量进行
评估包括：当焊瘤待测区对应的焊瘤显著值大于等于预设的第一缺陷阈值时，将焊瘤显著值对应的焊瘤待测区记为焊瘤缺陷；当焊瘤待测区对应的焊瘤显著值大于等于预设的第二缺陷阈值且小于预设的第一缺陷阈值时，将焊瘤显著值对应的焊瘤待测区记为疑似焊瘤缺陷；统计疑似焊瘤缺陷的数量；当所有焊缝区域中不存在焊瘤缺陷且疑似焊瘤缺陷的数量小于等于预设的数量阈值时，则判断对应的变电设备支架质量为良好；当所有焊缝区域中存在焊瘤缺陷或疑似焊瘤缺陷的数量大于预设的数量阈值时，则判断对应的变电设备支架质量为存在缺陷。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：在本专利技术实施例中，首先对焊瘤待测区进行焊瘤的形状特征分析，不仅通过角点情况对焊瘤待测区中边缘的变化剧烈程度进行分析，同时考虑到焊瘤是熔敷金属在焊接时流到焊缝之外的母材表面而未与母材熔合在一起所形成的金属球状物，因此焊瘤的形状应趋近于圆形，通过焊瘤待测区的边缘在对应标准圆环上的像素点分布情况判断焊瘤待测区的圆形形状特征，当焊瘤待测区对应的形状呈圆形且越完整越饱满，其焊瘤待测区对应的区域越可能存在焊瘤缺陷；其次对焊瘤待测区进行焊瘤的位置特征分析，考虑到焊瘤在底片上频繁出现在焊趾线外侧，即焊缝两侧，还频繁出现在开始焊接的焊接端，所以通过焊缝骨架将焊缝划分为两个子焊缝区域，即焊缝骨架的两侧区域，根据焊瘤待测区在焊缝骨架上的位置和在焊缝两侧区域的分布情况，综合分析焊瘤的位置特征，当焊瘤待测区越接近焊缝的一侧或越靠近开始焊接的端口时，则焊瘤待测区对应的区域越可能存在焊瘤缺陷。最终，根据通过对焊瘤形状特征分析获得的焊瘤待测区的圆形饱满完整度和通过对位置特征分析获得的焊瘤待测区的焊缝位置显著值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法，其特征在于，所述方法包括：获得变电设备支架的焊缝灰度图像；根据焊缝灰度图像获得焊缝区域，根据焊缝区域中的边缘形状特征划分出焊瘤待测区；获取焊瘤待测区中的角点数量；通过圆检测获得每个焊瘤待测区的标准圆环区域，根据焊瘤待测区与对应标准圆环区域的拟合程度和角点数量获得圆形饱满度；将对应标准圆环区域均匀划分为预设划分数量个子圆环区域，根据焊瘤待测区内边缘像素点在所有子圆环区域中的数量分布获得圆形完整度；根据圆形饱满度和圆形完整度获得每个焊瘤待测区的圆形饱满完整度；对焊缝区域进行细化获得焊缝骨架，通过焊缝骨架将焊缝区域划分为两个子焊缝区域，根据焊瘤待测区在子焊缝区域中的像素点占比获得焊缝旁侧位置显著值；根据焊瘤待测区的质心在焊缝骨架中的位置获得焊缝根部位置显著值；根据焊缝旁侧位置显著值和焊缝根部位置显著值获得每个焊瘤待测区的焊缝位置显著值；根据焊瘤待测区的圆形饱满完整度和焊缝位置显著值获得焊瘤显著值；根据焊瘤显著值识别出的焊瘤缺陷情况对变电设备支架质量进行评估。2.根据权利要求1所述的一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法，其特征在于，所述根据焊缝区域中的边缘特征划分出焊瘤待测区包括：对焊缝灰度图像采用canny边缘检测算子，获得焊缝区域对应的焊缝边缘图像；采用最小二乘法将焊缝边缘图像中每个闭合边缘的像素点与圆进行拟合，获得每个闭合边缘的第一拟合程度；当第一拟合程度大于等于预设的拟合阈值时，将第一拟合程度对应的由闭合边缘及内部所有像素点组成的区域记为焊瘤待测区，获得焊缝区域中所有焊瘤待测区。3.根据权利要求2所述的一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法，其特征在于，所述圆形饱满度包括：通过霍夫圆检测获得每个焊瘤待测区的标准圆，将标准圆按预设扩展范围进行扩增，获得标准圆环区域，将焊瘤待测区内边缘像素点在对应标准圆环区域中的数量占比作为第二拟合程度；将第一拟合程度与第二拟合程度相乘，获得拟合程度；对角点数量进行负相关映射，将负相关映射值与拟合程度相乘，获得圆形饱满度。4.根据权利要求1所述的一种输变电工程用变电设备支架质量评估方法，其特征在于，所述圆形完整度包括：获得焊瘤待测区的边缘像素点总数量，将边缘像素点总数量与预设划分数量的比值作为均匀分布数量；将焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：危伟，胥欣欣，王佳辉，姜文涛，杨延勇，王柯清，董晓伟，张春，周庆发，李强，佟亮，赵延文，苗晓鹏，王伟，燕伟广，钱芳，袁靖，于凤玲，王鹏，盖冬冬，程文尧，王爱孔，崔庆亮，孙永健，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司东营供电公司，
类型：发明
国别省市：