基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，方法步驟依次包括對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)、紅外相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定；通過紅外相機(jī)獲得弧垂觀測(cè)點(diǎn)附近的圖像信息，對(duì)圖像進(jìn)行處理，提取觀測(cè)點(diǎn)的像素坐標(biāo)；得到的處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到輸電線路的弧垂；判斷輸電線弧垂是否在安全范圍，若輸電線弧垂不在安全范圍，將信息發(fā)送到監(jiān)控終端，監(jiān)控終端接收信息后并輸出報(bào)警信息；若輸電線弧垂在安全范圍內(nèi)，返回紅外相機(jī)獲得弧垂觀測(cè)點(diǎn)附近的圖像信息步驟。本發(fā)明方法計(jì)算模型簡(jiǎn)潔，可以對(duì)輸電線弧垂進(jìn)行全天候、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。實(shí)施本發(fā)明組建系統(tǒng)所需設(shè)備較少，性能可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
【專利說明】
基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電 線弧垂測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和居民日常生活的電能需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)我國(guó)電網(wǎng) 的輸電能力提出了更高的要求。提升輸電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行上限是降低電網(wǎng)運(yùn)行成本、緩解輸電 壓力比較經(jīng)濟(jì)可行的方案，據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有輸電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行上限有5%~20%的提升潛力。
[0003] 弧垂是輸電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行上限的主要制約因素，線路運(yùn)行負(fù)荷、導(dǎo)線的溫度、應(yīng)力、導(dǎo) 線上覆冰厚度以及周圍風(fēng)速都會(huì)對(duì)弧垂有影響。弧垂過小會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線應(yīng)力過大，影響導(dǎo)線 的機(jī)械安全;弧垂過大會(huì)導(dǎo)致線距地及附近障礙物距離太近，對(duì)輸電線下方的人和動(dòng)物造 成安全隱患，且線路舞動(dòng)容易發(fā)生相間短路。目前對(duì)輸電線弧垂在線監(jiān)測(cè)的方法主要有溫 度應(yīng)力法、傾斜角法，這些方法都需要很多前提假設(shè)作為模型前提，測(cè)量結(jié)果或過于保守或 與實(shí)際相差很大，沒有達(dá)到對(duì)弧垂測(cè)量的實(shí)際目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是：提供一種基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，可實(shí) 時(shí)且全天候?qū)旊娋€弧垂進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧 垂測(cè)量方法，測(cè)量方法包括如下步驟：
[0006] 步驟A)、對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)、紅外相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定；
[0007] 步驟B)、通過紅外相機(jī)獲得弧垂觀測(cè)點(diǎn)附近的圖像信息，對(duì)圖像進(jìn)行處理，提取觀 測(cè)點(diǎn)的像素坐標(biāo)P(u，v);
[0008] 步驟C)，步驟B得到的處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到輸電線路的弧垂Η;
[0009] 步驟D)，判斷輸電線弧垂Η是否在安全范圍，若輸電線弧垂Η不在安全范圍，將信息 發(fā)送到監(jiān)控終端，監(jiān)控終端接收信息后并輸出報(bào)警信息；若輸電線弧垂Η在安全范圍內(nèi)，返 回步驟Β。
[0010]本方法發(fā)明還存在以下特征：
[0011] 所述步驟Α中的對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)、紅外相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，包括如下步驟：
[0012] a)、選取輸電線(a)上一點(diǎn)作為弧垂觀測(cè)點(diǎn)，并在該點(diǎn)安裝紅外發(fā)光二極管；
[0013] b)、測(cè)量出該弧垂觀測(cè)點(diǎn)距相機(jī)的水平距離L，對(duì)地距離Ho;
[0014] c)、調(diào)節(jié)相機(jī)焦距，使相機(jī)圖像為觀測(cè)點(diǎn)附近合適區(qū)域，計(jì)算出焦距f，固定焦距保 持不變，確定像素與物理長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)化關(guān)系；
[0015] d)、對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，標(biāo)識(shí)出弧垂觀測(cè)點(diǎn)的初始像素坐標(biāo)PQ(UQ，V0)。
[0016] 所述標(biāo)靶整體呈管狀結(jié)構(gòu)，標(biāo)靶設(shè)置有供輸電線穿過的通孔，在標(biāo)靶的管腔內(nèi)設(shè) 置有紅外發(fā)光二極管或激光管，所述紅外發(fā)光二極管或激光管與光敏電阻連接，位于標(biāo)靶 管腔外壁設(shè)置有反光環(huán)。
[0017] 所述步驟B中的對(duì)輸電線路的圖像信息進(jìn)行處理提取觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)P(u，v)，包括如 下步驟：
[0018] 1 )、對(duì)采集到的圖像進(jìn)行銳化處理；
[0019] 2)、銳化后的圖像進(jìn)行兩個(gè)方向的中值濾波，創(chuàng)建寬度為一個(gè)像素的兩個(gè)模板，長(zhǎng) 度分別為5Pixels和3Pixels，分別置為水平和垂直兩個(gè)方向，對(duì)銳化后的圖像進(jìn)行逐像素 的卷積取中值；
[0020] 3)、對(duì)預(yù)處理的圖像進(jìn)行Harris二項(xiàng)式進(jìn)行操作并進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)，通過對(duì)提取的 角點(diǎn)進(jìn)行排序，搜索縱坐標(biāo)最大值，并根據(jù)縱坐標(biāo)最大值的索引來搜索對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，得到 觀測(cè)點(diǎn)的像素坐標(biāo)。
[0021 ]所述步驟1的銳化處理，包括如下步驟：
[0022] ①、雙平臺(tái)直方圖均衡。選擇兩個(gè)平臺(tái)閾值ThTK其中分別作為上限平臺(tái) 和下限平臺(tái)，上限平臺(tái)取像素?cái)?shù)的20%~30%，下限平臺(tái)取像素?cái)?shù)的5%~10% ;
[0023] 根據(jù)設(shè)定的上下限平臺(tái)對(duì)統(tǒng)計(jì)直方圖進(jìn)行修改；
[0024]
[0025] 式中:H(rk)為圖像的雙平臺(tái)直方圖值，h(rk)為圖像的統(tǒng)計(jì)直方圖值，Μ為圖像的灰 度級(jí)數(shù)，由修改后的統(tǒng)計(jì)直方圖得到圖像的累積直方圖F(r k):
[0038] 其中，E(x，y)是由于兩個(gè)圖像窗口偏移(x，y)而造成的圖像灰度的平均變化，w是 圖像窗口，I代表圖像灰度；
[0039] f、對(duì)自相關(guān)函數(shù)在像素點(diǎn)(u，v)展開，局部圖像灰度的自相關(guān)函數(shù)E(x，y)可近似 表不成一次泰勒多項(xiàng)式形式：
[0040] E(x,y)=Ax2+By2+2Cxy
[0041] 其中，A，B和C是二階方向微分的近似，可分別表示為：
[0042]
[0043]
[0044]其中，h(x，y)是一個(gè)高斯平滑濾波函數(shù)，X和Y是一階方向微分，可分別用圖像灰度 與一X向插分算子[1 0 -1]和一y向插分算子[1 0 _1]1'表不；
[0045] E(x，y)可以被寫成
[0046] 矩陣Μ是自相關(guān)函數(shù)E(x，y)的近似Hessian矩陣
Hessian角點(diǎn)探測(cè)器表示為：
[0047] R(x,y) =det[M(x,y)]-k · tr2[M(x,y)]
[0048] 若在某一點(diǎn)R( x，y)超過某一閾值，即該點(diǎn)為角點(diǎn)。
[0049] 所述步驟C的利用步驟B提取的弧垂觀測(cè)點(diǎn)圖像信息計(jì)算弧垂，包括如下步驟：
[0050] g、根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)在圖像中的像素坐標(biāo)P(u，v)，計(jì)算出觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)初始位置變化的圖 像長(zhǎng)度，記為7^;
[0051] h、計(jì)算出弧垂觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)初始位置的實(shí)際距離D，
[0052] i、計(jì)算輸電線對(duì)地距離Η
[0053] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的技術(shù)效果為:本發(fā)明方法計(jì)算模型簡(jiǎn)潔，可以對(duì)輸 電線弧垂進(jìn)行全天候、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。實(shí)施本發(fā)明組建系統(tǒng)所需設(shè)備較少，性能可靠，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，成本低廉。
【附圖說明】
[0054]圖1是基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量的方法原理圖；
[0055]圖2是基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量的原理框圖；
[0056]圖3是基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法流程圖；
[0057]圖4是標(biāo)革巴的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0058]結(jié)合圖1至圖4,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說明：
[0059]基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，測(cè)量方法包括如下步驟：
[0060] 步驟A)、對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)、紅外相機(jī)10進(jìn)行標(biāo)定；
[0061] 步驟B)、通過紅外相機(jī)獲得弧垂觀測(cè)點(diǎn)附近的圖像信息，對(duì)圖像進(jìn)行處理，提取觀 測(cè)點(diǎn)的像素坐標(biāo)P(u，v);
[0062] 步驟C)，步驟B得到的處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到輸電線路的弧垂Η;
[0063] 步驟D)，判斷輸電線弧垂Η是否在安全范圍，若輸電線弧垂Η不在安全范圍，將信息 發(fā)送到監(jiān)控終端20,監(jiān)控終端20接收信息后并輸出報(bào)警信息；若輸電線弧垂Η在安全范圍 內(nèi)，返回步驟Β。
[0064] 本發(fā)明方法計(jì)算模型簡(jiǎn)潔，可以對(duì)輸電線弧垂進(jìn)行全天候、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。實(shí)施本 發(fā)明組建系統(tǒng)所需設(shè)備較少，性能可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
[0065] 所述步驟Α中的對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)、紅外相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，包括如下步驟：
[0066] a)、選取輸電線a上一點(diǎn)作為弧垂觀測(cè)點(diǎn)，并在該點(diǎn)安裝標(biāo)靶；
[0067] b)、測(cè)量出該弧垂觀測(cè)點(diǎn)距相機(jī)的水平距離L，對(duì)地距離Ho;
[0068] c)、調(diào)節(jié)相機(jī)焦距，使相機(jī)圖像為觀測(cè)點(diǎn)附近合適區(qū)域，計(jì)算出焦距f，固定焦距保 持不變，確定像素與物理長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)化關(guān)系；
[0069] d)、對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，標(biāo)識(shí)出弧垂觀測(cè)點(diǎn)的初始像素坐標(biāo)PQ(UQ，V0)。
[0070] 本發(fā)明一種基于紅外相機(jī)圖像處理的高壓輸電導(dǎo)線弧垂測(cè)量方法，通過在觀測(cè)點(diǎn) 處安裝標(biāo)靶30、利用紅外相機(jī)進(jìn)行圖像采集實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線弧垂的全天候監(jiān)測(cè)；利用無線通 信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控;僅需提取弧垂觀測(cè)點(diǎn)一點(diǎn)的圖像信 息，大大簡(jiǎn)化了圖像處理算法的復(fù)雜度;通過計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)初始時(shí)位置變化，可以獲得輸 電線弧垂的相對(duì)變化信息，能計(jì)算出觀測(cè)點(diǎn)的對(duì)地高度;弧垂計(jì)算的數(shù)學(xué)模型精簡(jiǎn)，降低了 實(shí)現(xiàn)的難度，該測(cè)量方法對(duì)環(huán)境要求不高，實(shí)用性強(qiáng)。
[0071 ]為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)弧垂的全天候監(jiān)控，所述標(biāo)靶30整體呈管狀結(jié)構(gòu)，標(biāo)靶30設(shè)置有 供輸電線a穿過的通孔31，在標(biāo)靶30的管腔內(nèi)設(shè)置有紅外發(fā)光二極管或激光管32,所述紅外 發(fā)光二極管或激光管32與光敏電阻連接，位于標(biāo)靶30管腔外壁設(shè)置有反光環(huán)33。
[0072]結(jié)合圖4所示，所述標(biāo)靶30上設(shè)置光敏二極管，在環(huán)境光線不足時(shí)，光敏二極管使 得紅外發(fā)光二極管或激光管32工作，對(duì)紅外相機(jī)進(jìn)行主動(dòng)補(bǔ)光，從而可增強(qiáng)紅外相機(jī)10的 圖像識(shí)別能力，實(shí)現(xiàn)全天候的監(jiān)控，采用激光管時(shí)，激光管的光線穿透能力強(qiáng)，適合距離較 遠(yuǎn)或者惡劣環(huán)境的圖像采集，而當(dāng)環(huán)境光線充足時(shí)，光敏二極管使得紅外發(fā)光二極管或激 光管32截止，達(dá)到節(jié)省電能的目的；上述靶標(biāo)30的最外層環(huán)形區(qū)域涂設(shè)一層反光材料，稱為 反光環(huán)33,反光換可以增強(qiáng)紅外相機(jī)對(duì)標(biāo)靶的觀測(cè)能力，更好的提取輸電線現(xiàn)場(chǎng)的圖像信 息。其中的紅外發(fā)光二極管或激光管32供電采用CT直接從輸電線a取點(diǎn)，并配以備用電池提 供供電的穩(wěn)定性。
[0073]所述步驟B中的對(duì)輸電線路的圖像信息進(jìn)行處理提取觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)P(u，v)，包括如 下步驟：
[0074] 1 )、對(duì)采集到的圖像進(jìn)行銳化處理；
[0075] 2)、銳化后的圖像進(jìn)行兩個(gè)方向的中值濾波，創(chuàng)建寬度為一個(gè)像素的兩個(gè)模板，長(zhǎng) 度分別為5Pixels和3Pixels，分別置為水平和垂直兩個(gè)方向，對(duì)銳化后的圖像進(jìn)行逐像素 的卷積取中值；
[0076] 3)、對(duì)預(yù)處理的圖像進(jìn)行Harris二項(xiàng)式進(jìn)行操作并進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)，通過對(duì)提取的 角點(diǎn)進(jìn)行排序，搜索縱坐標(biāo)最大值，并根據(jù)縱坐標(biāo)最大值的索引來搜索對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，得到 觀測(cè)點(diǎn)的像素坐標(biāo)。
[0077] 所述步驟1的銳化處理，包括如下步驟：
[0078] ①、雙平臺(tái)直方圖均衡。選擇兩個(gè)平臺(tái)閾值ThTX其中分別作為上限平臺(tái) 和下限平臺(tái)，上限平臺(tái)取像素?cái)?shù)的20%~30%，下限平臺(tái)取像素?cái)?shù)的5%~10% ;
[0079] 根據(jù)設(shè)定的上下限平臺(tái)對(duì)統(tǒng)計(jì)直方圖進(jìn)行修改；
[0080]
[0081] 式中:H(rk)為圖像的雙平臺(tái)直方圖值，h(rk)為圖像的統(tǒng)計(jì)直方圖值，Μ為圖像的灰 度級(jí)數(shù)，由修改后的統(tǒng)計(jì)直方圖得到圖像的累積直方圖F(r k):
[0082]
[0083] 通過累計(jì)直方圖對(duì)圖像的灰度進(jìn)行重新分配，得到均衡化的灰度值D(rk):
[0084] D(rk) = [ (L-l)*F(rk)/F(rM-i)]
[0085] 其中：[]表示取整；
[0086]②、直方圖灰度間距均衡處理，首先，對(duì)雙直方圖均衡后的灰度級(jí)數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 令：
[0087]
[0088] 然后，對(duì)圖像有效的灰度級(jí)進(jìn)行重新排序，再在整個(gè)灰度范圍內(nèi)進(jìn)行等間距排列， 變換函數(shù)為：
[0089]
[0090]灰度等間距均衡將灰度等級(jí)在整個(gè)顯示范圍內(nèi)等間距排列，獲得連續(xù)的紅外圖 像，增加圖像的細(xì)節(jié)和清晰度。
[0091 ] 所述步驟3的Harris角點(diǎn)探測(cè)，包括如下步驟：
[0092] e、局部圖像灰度的變化程度用自相關(guān)函數(shù)描述，自相關(guān)函數(shù)表示為：
[0093] U."V
[0094] 其中，E(x，y)是由于兩個(gè)圖像窗口偏移(x，y)而造成的圖像灰度的平均變化，w是 圖像窗口，I代表圖像灰度；
[0095] f、對(duì)自相關(guān)函數(shù)在像素點(diǎn)(u，v)展開，局部圖像灰度的自相關(guān)函數(shù)E(x，y)可近似 表不成一次泰勒多項(xiàng)式形式：
[0096] E(x,y)=Ax2+By2+2Cxy
[0097] 其中，A，B和C是二階方向微分的近似，可分別表示為：
[0098]
[0099]
[0100] 其中，h(X，y)是一個(gè)高斯平滑濾波函數(shù)，X和Y是一階方向微分，可分別用圖像灰度 與一X向插分算子[1 0 -1]和一y向插分算子[1 0 _1]1'表不；
[0101] E(x，y)可以被寫成：
[0102] 矩陣Μ是自相關(guān)函數(shù)E(x，y)的近似Hessian矩p
Hessian角點(diǎn)探測(cè)器表示為：
[0103] R(x,y) =det[M(x,y)]-k · tr2[M(x,y)]
[0104] 若在某一點(diǎn)R( x，y)超過某一閾值，即該點(diǎn)為角點(diǎn)。
[0105] 所述步驟C的利用步驟B提取的弧垂觀測(cè)點(diǎn)圖像信息計(jì)算弧垂，包括如下步驟：
[0106] g、根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)在圖像中的像素坐標(biāo)P(u，v)，計(jì)算出觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)初始位置變化的圖 像長(zhǎng)度，記為
[0107] h、計(jì)算出弧垂觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)初始位置的實(shí)際距離D
[0108] i、計(jì)算輸電線對(duì)地距離Η:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，其特征在于：測(cè)量方法包括如下步 驟： 步驟A )、對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)、紅外相機(jī)(10)進(jìn)行標(biāo)定； 步驟B)、通過紅外相機(jī)獲得弧垂觀測(cè)點(diǎn)附近的圖像信息，對(duì)圖像進(jìn)行處理，提取觀測(cè)點(diǎn) 的像素坐標(biāo)P(u，v); 步驟C)，步驟B得到的處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到輸電線路的弧垂Η; 步驟D)，判斷輸電線弧垂Η是否在安全范圍，若輸電線弧垂Η不在安全范圍，將信息發(fā)送 到監(jiān)控終端（20)，監(jiān)控終端（20)接收信息后并輸出報(bào)警信息；若輸電線弧垂Η在安全范圍 內(nèi)，返回步驟Β。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，其特征在于： 所述步驟A中的對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)、紅外相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，包括如下步驟： a) 、選取輸電線(a)上一點(diǎn)作為弧垂觀測(cè)點(diǎn)，并在該點(diǎn)安裝標(biāo)祀(30); b) 、測(cè)量出該弧垂觀測(cè)點(diǎn)距相機(jī)的水平距離L，對(duì)地距離化； C)、調(diào)節(jié)相機(jī)焦距，使相機(jī)圖像為觀測(cè)點(diǎn)附近合適區(qū)域，計(jì)算出焦距f，固定焦距保持不 變，確定像素與物理長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)化關(guān)系； d)、對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，標(biāo)識(shí)出弧垂觀測(cè)點(diǎn)的初始像素坐標(biāo)Po (U0，V0)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，其特征在于： 所述標(biāo)祀(30)整體呈管狀結(jié)構(gòu)，標(biāo)祀(30)設(shè)置有供輸電線(a)穿過的通孔(31)，在標(biāo)祀(30) 的管腔內(nèi)設(shè)置有紅外發(fā)光二極管或激光管(32)，所述紅外發(fā)光二極管或激光管(32)與光敏 電阻連接，位于標(biāo)祀(30)管腔外壁設(shè)置有反光環(huán)(33)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，其特 征在于:所述步驟B中的對(duì)輸電線路的圖像信息進(jìn)行處理提取觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)P(u，v)，包括如下 步驟： 1 )、對(duì)采集到的圖像進(jìn)行銳化處理； 2) 、銳化后的圖像進(jìn)行兩個(gè)方向的中值濾波，創(chuàng)建寬度為一個(gè)像素的兩個(gè)模板，長(zhǎng)度分 別為5Pixels和3Pixels，分別置為水平和垂直兩個(gè)方向，對(duì)銳化后的圖像進(jìn)行逐像素的卷 積取中值； 3) 、對(duì)預(yù)處理的圖像進(jìn)行化rris二項(xiàng)式進(jìn)行操作并進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)，通過對(duì)提取的角點(diǎn) 進(jìn)行排序，捜索縱坐標(biāo)最大值，并根據(jù)縱坐標(biāo)最大值的索引來捜索對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，得到觀測(cè) 點(diǎn)的像素坐標(biāo)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，其特征在于： 所述步驟1的銳化處理，包括如下步驟： ①、雙平臺(tái)直方圖均衡。選擇兩個(gè)平臺(tái)闊值Τ?、Τ2(其中Τ?>Τ2)，分別作為上限平臺(tái)和下 限平臺(tái)，上限平臺(tái)取像素?cái)?shù)的20%~30%，下限平臺(tái)取像素?cái)?shù)的5%~10% ; 根據(jù)設(shè)定的上下限平臺(tái)對(duì)統(tǒng)計(jì)直方圖進(jìn)行修改；式中:H(rk)為圖像的雙平臺(tái)直方圖值，h(rk)為圖像的統(tǒng)計(jì)直方圖值，Μ為圖像的灰度級(jí) 數(shù)，由修改后的統(tǒng)計(jì)直方圖得到圖像的累積直方圖F(rk):通過累計(jì)直方圖對(duì)圖像的灰度進(jìn)行重新分配，得到均衡化的灰度值D(rk): D(rk) = [(X_l)*F(rk)/F(rM-i)] 其中：[]表示取整； ②、直方圖灰度間距均衡處理，首先，對(duì)雙直方圖均衡后的灰度級(jí)數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，令：然后，對(duì)圖像有效的灰度級(jí)進(jìn)行重新排序，再在整個(gè)灰度范圍內(nèi)進(jìn)行等間距排列，變換 函數(shù)為：灰度等間距均衡將灰度等級(jí)在整個(gè)顯示范圍內(nèi)等間距排列，獲得連續(xù)的紅外圖像，增 加圖像的細(xì)節(jié)和清晰度。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，其特征在于： 所述步驟3的化rris角點(diǎn)探測(cè)，包括如下步驟： e、 局部圖像灰度的變化程度用自相關(guān)函數(shù)描述，自相關(guān)函數(shù)表示夫其中，E(x，y)是由于兩個(gè)圖像窗口偏移(x，y)而造成的圖像灰度的平均變化，W是圖像 窗口，I代表圖像灰度； f、 對(duì)自相關(guān)函數(shù)在像素點(diǎn)（u，v)展開，局部圖像灰度的自相關(guān)函數(shù)E(x，y)可近似表示 成一次泰勒多項(xiàng)式形式： E(x，y)=Ax2+By2+2Cxy 其中，A，B和C是二階方向微分的近似，可分別表示為：其中，h(x，y)是一個(gè)高斯平滑濾波函數(shù)，X和Y是一階方向微分，可分別用圖像灰度與一 X向插分算子[1 0 -1]和一y向插分算子[1 0 -1]τ表示； E(x，y)可W被寫成：矩陣Μ是自相關(guān)函數(shù)E(x，y)的近似化ssian矩陣Hessian角點(diǎn)探測(cè)器表示為： R(x,y) =det[M(x,y)]-k · tr^[M(x,y)] 若在某一點(diǎn)R(x,y)超過某一闊值，即該點(diǎn)為角點(diǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外相機(jī)圖像處理的輸電線弧垂測(cè)量方法，其特征在于： 所述步驟C的利用步驟B提取的弧垂觀測(cè)點(diǎn)圖像信息計(jì)算弧垂，包括如下步驟： g、 根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)在圖像中的像素坐標(biāo)P(u，v)，計(jì)算出觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)初始位置變化的圖像長(zhǎng) 度，記為戶巧； h、 計(jì)算出弧垂觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)初始位置的實(shí)際距離Di、 計(jì)算輸電線對(duì)地距離Η，
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK105976360SQ201610272087
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】程健, 李軍, 陳柱, 吳嘉珉, 史明, 史一明
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院