本发明专利技术公开的一种基于视频差异的输电线路杆塔倾斜的测量方法，首先通过定焦摄像机获取杆塔图像；其次对得到的杆塔图像进行预处理；最后对得到的预处理后的图像数据进行计算，得到输电线路杆塔倾斜角。本发明专利技术基于视频差异的输电线路杆塔倾斜的测量方法，不需要建立精确的数学模型，只需通过图像处理以及简单的计算来获取杆塔的倾斜角，实施非常简便。可以实现在远程的监控中心通过编制程序来集中处理图像以及进行相关的计算，以获得整个电网内杆塔倾斜角的全局数据，因此有利于实现自动化的安全监控，从而具有重大的社会意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器视觉、电力系统在线监
，涉及一种输电线路杆塔倾斜的测量方法，具体涉及。
技术介绍
随着电网的分布越来越广，输电杆塔面临的地况环境也越来越杂，对其安全性要求越来越高，对杆塔的状态检测系统的研究十分必要。为了能够对泥石流及山体滑坡多发区、煤矿采空区等不良地质区域内杆塔倾斜角进行实时监测，科研人员设计了装在抗干扰屏蔽盒内的倾角传感器，再通过无线发射单元、让倾角传感器与低功率智能线路板连接，由硅能蓄电池供电，硅能蓄电池连接有为其提供电能的太阳能电池板，无线接收单元通过调制解调器与计算机相连，进行后台的处理；还有的是通过平面镜法测量杆塔的倾斜率，此方法需要人工干预，增加了人的工作量。因此，如何简单、可靠、快速、自动检测杆塔的倾斜角是预防杆塔倾斜造成架空线路事故的关键技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，解决了现有方法对杆塔倾斜角进行实时监测，工作量大，装置复杂，监测效果不好的问题。本专利技术所采用的技术方案是，，具体按照以下步骤实施步骤1 通过定焦摄像机获取杆塔图像；步骤2 对步骤1得到的杆塔图像进行预处理；步骤3 对步骤2得到的预处理后的图像数据进行计算，得到输电线路杆塔倾斜角。本专利技术的特点还在于，其中步骤2中的预处理，具体按照以下步骤实施a.对步骤1得到的杆塔图像进行灰度化处理，对灰度图像中的边缘进行细化；b.对细化后的灰度图像进行灰度直方图的均衡化；c.对灰度均衡化之后的图像先进行基于最小二乘法的背景拟合，再和拟合的图像进行相减运算，得到差影图像。其中步骤3中的计算，具体按照以下步骤实施a.对步骤2得到的差影图像进行阈值分割，再对分割后的图像使用8邻域的自适应的聚类分割，对杆塔的所在区域归为一个区域；b.对聚类分割后的图像进行闭运算处理，再使用开运算去除噪声区域；c.选取区域中面积最大的区域，并提取区域的轮廓；d.计算轮廓的方向角拖丨，设叫,。和!！吣是区域的重心的行和列坐标，其中，Pp,, 是归一化中心矩，(r，c)是区域中的图像坐标，椭圆的长轴为r1;短轴为r2，p+q = 2时，是二阶中心距，μ ia为归一化中心轴转动惯量，μ 2,ο U ο,2分别是相对于横轴和纵轴的二阶力矩，通过对轮廓上的像素点进行椭圆拟合，得到的中心角即是参考图像中杆塔的轮廓方向角Wii，即θ，是相对于横轴的角权利要求1.，其特征在于，具体按照以下步骤实施步骤1 通过定焦摄像机获取杆塔图像；步骤2 对步骤1得到的杆塔图像进行预处理；步骤3 对步骤2得到的预处理后的图像数据进行计算，得到输电线路杆塔倾斜角。2.根据权利要求1所述的基于视频差异的输电线路杆塔倾斜的测量方法，其特征在于，所述的步骤2中的预处理，具体按照以下步骤实施a.对步骤1得到的杆塔图像进行灰度化处理，对灰度图像中的边缘进行细化；b.对细化后的灰度图像进行灰度直方图的均衡化；c.对灰度均衡化之后的图像先进行基于最小二乘法的背景拟合，再和拟合的图像进行相减运算，得到差影图像。3.根据权利要求1所述的基于视频差异的输电线路杆塔倾斜的测量方法，其特征在于，所述的步骤3中的计算，具体按照以下步骤实施a.对步骤2得到的差影图像进行阈值分割，再对分割后的图像使用8邻域的自适应的聚类分割，对杆塔的所在区域归为一个区域；b.对聚类分割后的图像进行闭运算处理，再使用开运算去除噪声区域；c.选取区域中面积最大的区域，并提取区域的轮廓；d.计算轮廓的方向角Wii，Sni,Q和Iicia是区域的重心的行和列坐标，其中，Pp,,是归一化中心矩，(r,c)是区域中的图像坐标，椭圆的长轴为r1;短轴为r2，p+q = 2时，是二阶中心距，μ u为归一化中心轴转动惯量，Py μ W分别是相对于横轴和纵轴的二阶力矩，通过对轮廓上的像素点进行椭圆拟合，得到的中心角即是参考图像中杆塔的轮廓方向角Wii， 即θ，是相对于横轴的角e.重复步骤a d操作获取倾斜后的图像中杆塔的方向角Phi (i)，用当前倾斜后图像的方向角Phi (i)减去参考图像中杆塔的轮廓方向角Wii，即得出当前杆塔偏离参考杆塔的倾斜角:delta = Phi (i)-Phi，这里的i是指用于检测的图像序列，即i = 1,2,3……；i = 0代表没有发生倾斜的状态，i = 1,2...代表在线监测时采集到图像中的杆塔的倾斜角；如果倾斜角delta的绝对值在15°范围内则属于安全范围，大于等于15°则发出报警。全文摘要本专利技术公开的，首先通过定焦摄像机获取杆塔图像；其次对得到的杆塔图像进行预处理；最后对得到的预处理后的图像数据进行计算，得到输电线路杆塔倾斜角。本专利技术基于视频差异的输电线路杆塔倾斜的测量方法，不需要建立精确的数学模型，只需通过图像处理以及简单的计算来获取杆塔的倾斜角，实施非常简便。可以实现在远程的监控中心通过编制程序来集中处理图像以及进行相关的计算，以获得整个电网内杆塔倾斜角的全局数据，因此有利于实现自动化的安全监控，从而具有重大的社会意义。文档编号G01C9/00GK102353355SQ20111015773公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日专利技术者张晓霞, 陶保震, 黄新波 申请人:西安工程大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于视频差异的输电线路杆塔倾斜的测量方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤１：通过定焦摄像机获取杆塔图像；步骤２：对步骤１得到的杆塔图像进行预处理；步骤３：对步骤２得到的预处理后的图像数据进行计算，得到输电线路杆塔倾斜角。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄新波，张晓霞，陶保震，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：87
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