绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及绝缘子检测技术领域，公开一种绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法及装置，方法包括：获取多角度实时图像和绝缘子参数信息，统一多角度实时图像的光照强度并和绝缘子参数信息匹配得到多角度绝缘子污秽的初步模型，根据先验信息补全初步模型得到成像模型，根据成像模型中的颜色信息得到绝缘子盘面的反射率，根据反射率和先验信息划分绝缘子表面各处的污秽等级；装置包括数据获取模块、图像预处理模块、匹配调整模块、补全模块和污秽识别模块。本发明专利技术可以有效获取全局信息、实现对绝缘子污秽的检测和污秽的精细化分区分级、提高自动化程度、适用范围大且方便推广。适用范围大且方便推广。适用范围大且方便推广。

【技术实现步骤摘要】
绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法及装置


[0001]本专利技术涉及绝缘子检测
，尤其是指一种绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法及装置。

技术介绍

[0002]绝缘子是安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间的能够耐受电压和机械应力作用的器件，因此在电网建设中，绝缘子起着重要作用。但是，绝缘子在电网中的安装位置往往是在室外，难免会受到污染。附在绝缘子表面的污秽在特定环境条件下会造成表面沿面放电，导致污闪现象，影响绝缘子的绝缘性能，存在引发线路和变电站停电事故的风险。
[0003]针对污秽绝缘子，目前采取的防污手段除了传统人工清扫外，还有改变绝缘子形状和绝缘子材质或涂层、研究劣化绝缘子检测技术等方法。但是，这些手段存在需接触、推广慢和应用程度受限的问题。依托图像识别技术开展污秽识别具有非接触的优点，目前图像污秽识别集中在识别样本和算法模型的建立上，一般采用人工单点拍摄或者移动载具搭载摄像机的方式获取图像，但是这些方式也存在目标遮挡、光照阴影等造成的全局信息获取难的问题，如依托颜色特征进行污层检测、光照阴影造成的颜色偏移，都会影响识别的准确性和精度。同时，污秽会随着绝缘子的所处位置、表面状态、内部电场分布呈现出污秽不均匀分布的情况，如鸟粪造成的“线条”型污秽一般只分布在比较小的局部区域，现有技术对污秽分级的精细化程度不足，也就无法对污秽进行针对性处理。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法及装置，可以有效获取全局信息、实现对绝缘子污秽的检测和污秽的精细化分区分级、提高自动化程度、适用范围大且方便推广。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法，包括：获取多角度实时图像和绝缘子参数信息，统一所述多角度实时图像的光照强度，将统一光照强度后的多角度实时图像和所述绝缘子参数信息匹配得到多角度绝缘子污秽的初步模型；根据先验信息补全所述初步模型得到多角度绝缘子污秽的成像模型，根据成像模型中的颜色信息得到所述成像模型中绝缘子盘面的反射率，根据所述反射率和先验信息划分绝缘子表面各处的污秽等级。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，所述多角度实时图像包括视频监控图像和巡检图像，所述视频监控图像和巡检图像为异源图像；所述绝缘子参数信息包括绝缘子的型号与片数组成的绝缘子模型、绝缘子所设杆塔或设备相关部位的线型分布模型、绝缘子绝缘配置信息。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，统一所述多角度实时图像的光照强度，具体为：将所述视频监控图像和巡检图像转换到HSV颜色空间分解为色调、色饱和度和亮度三个分量，将所述亮度通过颜色复原法进行低照度复原，将复原后的图像中的三个分量进行归一化处理。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述将统一光照强度后的多角度实时图像和所述绝缘子参数信息匹配得到多角度绝缘子污秽的初步模型，具体为：将统一光照强度后的所述视频监控图像和巡检图像融合至统一的坐标系下，结合所述绝缘子参数信息反演绝缘子在坐标系下的全局分布状态，计算目标匹配值P为：P=Σ(pi
‑
pi
’
)2，其中，pi为包括所述绝缘子模型信息、线型分布模型信息和绝缘子绝缘配置信息三个匹配因子的图像检测数组，pi
’
为三个匹配因子的实际参数数组；当目标匹配器P值大于预设阈值时重新匹配，直到目标匹配器P值小于等于预设阈值匹配完成，得到多角度绝缘子污秽的初步模型。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，将所述视频监控图像和巡检图像融合至统一的坐标系下时，提取各图像的特定特征点进行匹配，根据所述特定特征点的匹配结果确定融合时的量值；融合时根据特定特征点的表征强弱情况进行优先级排序，根据优先级顺序进行融合；所述特定特征点包括：杆塔或变电设备的角点，为图像中各相梯度极大点，通过角点检测算法得到；特定交叉直线，包括图像中的直线和交叉情况，通过直线检测算法得到；绝缘子伞裙成像弧度，根据绝缘子参数信息中的绝缘子型号和图像的成像角度确定；绝缘子模型尺寸，为绝缘子外轮廓的模型，通过CIM设计图或者三维扫描的方式获取；绝缘子绝缘配置信息，包括绝缘子的片数和大小、伞裙绝缘子的配置情况。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述根据先验信息补全所述初步模型得到多角度绝缘子污秽的成像模型，具体为：提取所述先验信息中的颜色信息，根据颜色信息的梯度变化对绝缘子污秽的成像模型中的污秽进行分区；结合历史污秽等级和由污秽引起的历史停电次数，使用高污秽区成像信息或边界成像信息补全所述初步模型得到多角度绝缘子污秽的成像模型。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，根据所述反射率和先验信息划分绝缘子表面各处的污秽等级，具体为：根据反射率与绝缘子污秽沉积的正相关关系得到绝缘子污秽沉积情况，获取包括绝缘子的历史记录、维护信息和环境因素的先验信息，结合所述绝缘子的历史记录、维护信息、环境因素和绝缘子污秽沉积情况得到污秽等级。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，结合所述绝缘子的历史记录、维护信息、环境因素和绝缘子污秽沉积情况得到污秽等级，具体为：将所述绝缘子的历史记录、维护信息和环境因素作为污秽影响因子的权值，计算污秽区域分布值w：W=k1*PI+k2*HIS+k3*ENV，
其中，W为污秽区域分布数组，污秽区域分布值w为数组W的元素；PI为包括图像色调、色饱和度和亮度三个分量的数组，k1为经过低照度复原后的权重；HIS为包括历史记录和维护信息的齐次数组，数组值根据历史记录和维护信息确定，k2为该影响因子的权重；ENV为包括环境因素的齐次数组，数组值根据环境信息确定，k3为该影响因子的权重；根据所述污秽区域分布值w划分不同的污秽等级。
[0013]本专利技术还提供了一种绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析装置，包括：数据获取模块，用于获取多角度实时图像和绝缘子参数信息；图像预处理模块，用于统一所述多角度实时图像的光照强度；匹配调整模块，用于将统一光照强度后的多角度实时图像和所述绝缘子参数信息匹配得到多角度绝缘子污秽的初步模型；补全模块，用于根据先验信息补全所述初步模型得到多角度绝缘子污秽的成像模型；污秽识别模块，用于根据成像模型中的颜色信息得到所述成像模型中绝缘子盘面的反射率，根据所述反射率和先验信息划分绝缘子表面各处的污秽等级。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，还包括决策分析模块，所述决策分析模块根据所述污秽识别模块得到的污秽等级，结合由污秽引起的历史停电次数生成运维建议。
[0015]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术以多角度实时图像作为检测基础，通过将绝缘子参数信息作为匹配因子进行图像目标的匹配，在此基础上将先验信息作为污秽影响因子加权进行污秽区域分布的识别，可以有效获取全局信息，实现对绝缘子污秽的检测和污秽的精细化分区分级；同时，解决了视频监控图像、巡检图像和其他相关信息作为参考信息供技术人员判断决策时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法，其特征在于，包括：获取多角度实时图像和绝缘子参数信息，统一所述多角度实时图像的光照强度，将统一光照强度后的多角度实时图像和所述绝缘子参数信息匹配得到多角度绝缘子污秽的初步模型；根据先验信息补全所述初步模型得到多角度绝缘子污秽的成像模型，根据成像模型中的颜色信息得到所述成像模型中绝缘子盘面的反射率，根据所述反射率和先验信息划分绝缘子表面各处的污秽等级。2.根据权利要求1所述的绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法，其特征在于：所述多角度实时图像包括视频监控图像和巡检图像，所述视频监控图像和巡检图像为异源图像；所述绝缘子参数信息包括绝缘子的型号与片数组成的绝缘子模型、绝缘子所设杆塔或设备相关部位的线型分布模型、绝缘子绝缘配置信息。3.根据权利要求2所述的绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法，其特征在于：统一所述多角度实时图像的光照强度，具体为：将所述视频监控图像和巡检图像转换到HSV颜色空间分解为色调、色饱和度和亮度三个分量，将所述亮度通过颜色复原法进行低照度复原，将复原后的图像中的三个分量进行归一化处理。4.根据权利要求2所述的绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法，其特征在于：所述将统一光照强度后的多角度实时图像和所述绝缘子参数信息匹配得到多角度绝缘子污秽的初步模型，具体为：将统一光照强度后的所述视频监控图像和巡检图像融合至统一的坐标系下，结合所述绝缘子参数信息反演绝缘子在坐标系下的全局分布状态，计算目标匹配值P为：P=Σ(pi
‑
pi
’
)2，其中，pi为包括所述绝缘子模型信息、线型分布模型信息和绝缘子绝缘配置信息三个匹配因子的图像检测数组，pi
’
为三个匹配因子的实际参数数组；当目标匹配器P值大于预设阈值时重新匹配，直到目标匹配器P值小于等于预设阈值匹配完成，得到多角度绝缘子污秽的初步模型。5.根据权利要求4所述的绝缘子污秽多角度图像检测与精细度分析方法，其特征在于：将所述视频监控图像和巡检图像融合至统一的坐标系下时，提取各图像的特定特征点进行匹配，根据所述特定特征点的匹配结果确定融合时的量值；融合时根据特定特征点的表征强弱情况进行优先级排序，根据优先级顺序进行融合；所述特定特征点包括：杆塔或变电设备的角点，为图像中各相梯度极大点，通过角点检测算法得到；特定交叉直线，包括图像中的直线和交叉情况，通过直线检测算法得到；绝缘子伞裙成像弧度，根据绝缘子参数信息中的绝缘子型号和图像的成像角度确定；绝缘子模型尺寸，为绝缘子外轮廓的模型，通过CI...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娜，李国栋，王广文，胡帆，王大伟，韩钰，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司运城供电公司，
类型：发明
国别省市：