基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法及系统，包括：获取输电线路瓷绝缘子红外检测图像；对红外检测图像进行灰度处理及边缘检测；基于边缘检测的结果，进行Hough变换直线检测，其中，在Hough变换检测中，获取表征绝缘子串主轴方向的长线段，从长线段中选出主轴线段；利用主轴线段的旋转角对整幅红外检测图像进行旋转以消除绝缘子串本身的旋转；确定旋转后图像的二值化分割阈值，得到自适应的分割图像，针对分割图像进一步标记处理获得标记图像，标记图像等效看作是定位得到的绝缘子区域。能够实现对整串绝缘子的快速精准定位，极大提升红外图像瓷绝缘子零值诊断的效率和可靠性。效率和可靠性。效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法及系统


[0001]本专利技术属于绝缘子定位
，尤其涉及基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]绝缘子作为电力系统中应用最广泛的部件，在输电线路中起到连接、支撑和绝缘的作用，一串完整健康的绝缘子保障了线路工作人员的安全和输变电设备的安全稳定运行。对电力系统的绝缘事故统计研究发现，线路绝缘子尤其是瓷绝缘子掉串是架空输电线路最为严重的故障之一，对电力系统输电线路的安全以及周边环境的安全造成极为不利的影响。
[0004]目前，对于劣化绝缘子的检测方法主要有超声波测量法、绝缘电阻检测法、分布电压检测法、红外成像检测法、紫外成像检测法等。线路一线员工普遍采用的是分布电压检测法等接触式的测量方式，需要人工登杆手动检零，任务量巨大，不仅对人身安全造成严重威胁，而且受绝缘子串长度、位置等限制很有可能因为操作原因出现漏检误检等人为误差。利用红外检测的方法进行绝缘子低零值判断由于其远距离、操作方便、作业安全等优点，近年来逐渐被广泛应用。
[0005]但是，面向于瓷绝缘子红外图像的检零诊断，仍然缺乏较为可靠的智能诊断方法，判断温度变化的关键就是对图像中的瓷绝缘子做精确定位。在实际带电检测过程中，为了达到良好的检测效果，瓷绝缘子在红外图像中检测角度各不相同，整串瓷绝缘子的占比大小也各不相同，为对瓷绝缘子做精确定位带来了困难。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法，能够实现对整串绝缘子的快速精准定位，极大提升红外图像瓷绝缘子零值诊断的效率和可靠性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0008]第一方面，公开了基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法，包括：
[0009]获取输电线路瓷绝缘子红外检测图像；
[0010]对红外检测图像进行灰度处理及边缘检测；
[0011]基于边缘检测的结果，进行Hough变换直线检测，其中，在Hough变换检测中，获取表征绝缘子串主轴方向的长线段，从长线段中选出主轴线段；
[0012]利用主轴线段的旋转角对整幅红外检测图像进行旋转以消除绝缘子串本身的旋转；
[0013]确定旋转后图像的二值化分割阈值，得到自适应的分割图像，针对分割图像进一
步标记处理获得标记图像，标记图像等效看作是定位得到的绝缘子区域。
[0014]作为进一步的技术方案，若输电线路瓷绝缘子为双串结构，针对定位得到的绝缘子区域进行横向白色像素数量统计，基于统计结果将两个串进行区分。
[0015]作为进一步的技术方案，所获取的输电线路瓷绝缘子红外检测图像为采用红外热像仪采集，红外热像仪输出的温度矩阵并以铁红调色板的形式存储为一张伪彩色图像，该图像分辨率为W
×
H，其中W为图像的列数，H为图像的行数。
[0016]作为进一步的技术方案，采用红外热像仪采集时，被测对象即瓷绝缘子应处于整个红外图像布局中心位置，同时，每一片瓷绝缘子均能够看到铁帽的位置。
[0017]作为进一步的技术方案，在Hough变换直线检测的所有线段结果中，保留长度最长的线段为最终检测保留的主轴线段，该线段基本连接了整串绝缘子的大部分绝缘子的顶点。
[0018]作为进一步的技术方案，针对主轴线段，通过五个参数表征该线段[x1,y1,x2,y2,θ]，其中x1,y1为该线段起点X1的坐标，x2,y2为该线段终点X2的坐标，θ为该线段的旋转角，定义为该线段与像素坐标系中水平正方向的夹角。
[0019]作为进一步的技术方案，利用主轴线段的旋转角对整幅红外检测图像进行旋转，将整个绝缘子串转换为水平方向放置，以便在主轴位置邻域内，对瓷绝缘子进行定位。
[0020]作为进一步的技术方案，针对分割图像进一步标记处理获得标记图像，具体为：
[0021]截取分割图像中的感兴趣区域；
[0022]提取感兴趣区域中最大的二值化区域并取其最小外接四边形，得到标记图像，标记图像位置为灰色四边形标记区域。
[0023]作为进一步的技术方案，针对定位得到的绝缘子区域进行横向白色像素数量统计，具体为：
[0024]按行统计，统计每一行中标记图像中白色点的像素数量；
[0025]基于统计结果在垂直方向获得两串绝缘子的分界位置。
[0026]作为进一步的技术方案，还包括：对每一串分割后的瓷绝缘子串开展水平方向的白色像素数量统计，具体为按列统计，统计每一列中白色点的像素数量；
[0027]基于统计计算结果S
H
得到每列白色区域的宽度，波峰邻近区域为盘面位置，波谷邻近区域为铁帽位置；
[0028]对S
H
通过滑动平均法进行滤波获得平滑后曲线，对平滑后曲线再次进行同样的平滑滤波得到S'
H
；
[0029]对S'
H
进行波谷检测获取波谷位置；
[0030]记波谷位置中x轴坐标值及对应的y轴坐标值；
[0031]将y轴坐标值聚类为2类，取y轴坐标值均值较小的一组点即为铁帽所在位置的x轴坐标值，这些点在列数中的y轴坐标值为H
k
/2,H
k
为L
k
的行数；
[0032]将检测到的点坐标进行坐标重映射，重新映射到灰度处理后图像中，即获得了最终的铁帽位置。
[0033]第二方面，公开了基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位系统，包括：
[0034]图像获取模块，被配置为：获取输电线路瓷绝缘子红外检测图像；
[0035]检测模块，被配置为：对红外检测图像进行灰度处理及边缘检测；
[0036]主轴线段获取模块，被配置为：基于边缘检测的结果，进行Hough变换直线检测，其中，在Hough变换检测中，获取表征绝缘子串主轴方向的长线段，从长线段中选出主轴线段；
[0037]旋转模块，被配置为：利用主轴线段的旋转角对整幅红外检测图像进行旋转以消除绝缘子串本身的旋转；
[0038]定位模块，被配置为：确定旋转后图像的二值化分割阈值，得到自适应的分割图像，针对分割图像进一步标记处理获得标记图像，标记图像等效看作是定位得到的绝缘子区域。
[0039]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0040]本专利技术公开的一种基于主轴检测的输电线路红外图像瓷绝缘子定位方法，结合带电检测规范习惯要求，通过检测红外图像中的主方向，对图像整体去旋转，通过在主轴邻近区域内搜索的方式，能够实现对整串绝缘子的快速精准定位，极大提升红外图像瓷绝缘子零值诊断的效率和可靠性。
[0041]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法，其特征是，包括：获取输电线路瓷绝缘子红外检测图像；对红外检测图像进行灰度处理及边缘检测；基于边缘检测的结果，进行Hough变换直线检测，其中，在Hough变换检测中，获取表征绝缘子串主轴方向的长线段，从长线段中选出主轴线段；利用主轴线段的旋转角对整幅红外检测图像进行旋转以消除绝缘子串本身的旋转；确定旋转后图像的二值化分割阈值，得到自适应的分割图像，针对分割图像进一步标记处理获得标记图像，标记图像等效看作是定位得到的绝缘子区域。2.如权利要求1所述的基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法，其特征是，若输电线路瓷绝缘子为双串结构，针对定位得到的绝缘子区域进行横向白色像素数量统计，基于统计结果将两个串进行区分。3.如权利要求1所述的基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法，其特征是，所获取的输电线路瓷绝缘子红外检测图像为采用红外热像仪采集，红外热像仪输出的温度矩阵并以铁红调色板的形式存储为一张伪彩色图像，该图像分辨率为W
×
H，其中W为图像的列数，H为图像的行数。4.如权利要求1所述的基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法，其特征是，采用红外热像仪采集时，被测对象即瓷绝缘子应处于整个红外图像布局中心位置，同时，每一片瓷绝缘子均能够看到铁帽的位置。5.如权利要求1所述的基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法，其特征是，在Hough变换直线检测的所有线段结果中，保留长度最长的线段为最终检测保留的主轴线段，该线段基本连接了整串绝缘子的大部分绝缘子的顶点。6.如权利要求1所述的基于主轴检测的输电线路瓷绝缘子定位方法，其特征是，针对主轴线段，通过五个参数表征该线段[x1,y1,x2,y2,θ]，其中x1,y1为该线段起点X1的坐标，x2,y2为该线段终点X2的坐标，θ为该线段的旋转角，定义为该线段与像素坐标系中水平正方向的夹角；作为进一步的技术方案，利用主轴线段的旋转角对整幅红外检测图像进行旋转，将整个绝缘子串转换为水平方向放置，以便在主轴位置邻域内，对瓷绝缘子进行定位；作为进一步的技术方案，针对分割图像进一步标记处理获得标记图像，具体为：截取分割图像中的感兴趣区域；提取感兴趣区域中最大的二值化区域并取其最小外接四边形，得到标记图像，标记图像位置为灰色四边形标记区域；作为进一步的技术方案，...

【专利技术属性】
技术研发人员：于传维，胡晓东，王世强，狄东贺，张艳辉，薛涛，于浩善，陈芳，杨军狮，王立君，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：