輸電線路絕緣子定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及輸電線路巡檢領域，尤其涉及一種輸電線路絕緣子定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的輸電線路人工巡檢面臨巨大挑戰(zhàn)，不但需要高昂的人工成本，而且人工的巡檢效率低，引入的人為性誤差較大，對電網(wǎng)整體智能性有很大制約。因此，使用無人機或直升機等飛行器進行輸電線路巡檢正逐漸成為巡線工作的主力，其中，直升機巡線可以大大提高人工巡檢效率，無人機巡線還可以在此基礎上大大降低人工成本。使用可見光/紅外影像數(shù)據(jù)以及視頻數(shù)據(jù)等不同數(shù)據(jù)載體，可以從不同角度、不同維度滿足高壓架空輸電線路巡檢工業(yè)需求。
[0003]架空輸電線路中的絕緣子具有增加爬電距離，支撐導線和防止電流回地等功能，可以延長整條線路的使用和運行壽命，對于智能電網(wǎng)整體也有著至關重要作用。但這一重要電力目標由于長期置于各種天氣條件及自然環(huán)境中，浮塵等污穢的附著、外物撞擊、老化、雷電等都對絕緣子造成不同程度的損壞，如不能及時發(fā)現(xiàn)及進行處理，極有可能影響輸電線路正常運行甚至造成輸電線路的破壞，引發(fā)停電和經(jīng)濟損失。
[0004]目前一種典型的絕緣子檢測定位方法如下:基于靜態(tài)視頻幀或航拍圖像，根據(jù)圖像視覺特征識別圖像并判定。視覺特征包括顏色、紋理、形狀特征，或進一步根據(jù)不同特征的融合，進行識別和定位?，F(xiàn)有技術中的這些定位方法，對絕緣子的檢測和定位的速度較慢，并且難以識別出同一幀中不同類型的絕緣子。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的技術解決問題是:解決現(xiàn)有技術不足，提供一種輸電線路絕緣子定位方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的定位方法檢測定位速度慢，并且難以識別出同一幀中不同類型的絕緣子的缺陷。
[0006]基于此，本發(fā)明提供的技術解決方案是:
[0007]—種輸電線路絕緣子定位方法，包括:
[0008]從桿塔幀中確定桿塔感興趣區(qū)域；
[0009]構建絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器；
[0010]在單個桿塔幀中的感興趣區(qū)域內進行絕緣子串檢測，提取絕緣子串區(qū)域；
[0011]將所述提取的絕緣子串區(qū)域對應的幀按照預設格式生成視頻流。
[0012]較佳的，所述從桿塔幀中確定桿塔感興趣區(qū)域，包括:
[0013]根據(jù)輸電線路級別確定角點閾值；
[0014]對設定幀數(shù)的幀間差分結果進行角點檢測，使用角點閾值篩選出桿塔幀。
[0015]較佳的，所述從桿塔幀中確定桿塔感興趣區(qū)域，包括:
[0016]根據(jù)輸電線路級別確定桿塔線條數(shù)閾值；
[0017]對桿塔幀進行直線檢測，根據(jù)桿塔線條數(shù)閾值，過濾無效幀并確定桿塔感興趣區(qū)域。
[0018]較佳的，所述構建絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器，包括:
[0019]采集待檢測各種絕緣子的參數(shù)信息；
[0020]使用絕緣子的參數(shù)信息，構建絕緣子特征模型；
[0021]結合連續(xù)鏈狀邊界構建絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器。
[0022]較佳的，所述構建絕緣子特征模型包括:
[0023]采用亮度特征和色度特征表示絕緣子材質及成像時外界條件；
[0024]采用半圓紋理代表絕緣子紋理信息。
[0025]較佳的，所述提取絕緣子串區(qū)域，包括:
[0026]在預設閾值范圍內選擇最大似然絕緣子串區(qū)域；
[0027]框選所述區(qū)域，并記錄該區(qū)域對應的幀號及位置信息。
[0028]較佳的，所述的輸電線路絕緣子定位方法中:
[0029]根據(jù)輸電線路級別確定所述預設閾值。
[0030]較佳的，所述提取絕緣子串區(qū)域，還包括:
[0031]所述絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器的仿射不變性對符合特征模型的不同方向的目標絕緣子串進行提取。
[0032]相應于上述方法，本發(fā)明還提供了一種輸電線路絕緣子定位系統(tǒng)，包括:
[0033]感興趣區(qū)域確定模塊，用于從桿塔幀中確定桿塔感興趣區(qū)域；
[0034]檢測器構建模塊，用于構建絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器；
[0035]提取模塊，用于在單個桿塔幀中的感興趣區(qū)域內進行絕緣子串檢測，提取絕緣子串區(qū)域；
[0036]定位視頻生成模塊，用于將所述提取的絕緣子串區(qū)域對應的幀按照預設格式生成視頻流。
[0037]較佳的，所述感興趣區(qū)域確定模塊，包括:
[0038]桿塔幀中確定單元，用于根據(jù)輸電線路級別確定角點閾值，以及對設定幀數(shù)的幀間差分結果進行角點檢測，使用角點閾值篩選出桿塔幀；
[0039]興趣域確定單元，用于根據(jù)輸電線路級別確定桿塔線條數(shù)閾值，以及對桿塔幀進行直線檢測，根據(jù)桿塔線條數(shù)閾值，過濾無效幀并確定桿塔感興趣區(qū)域。
[0040]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是:
[0041]本發(fā)明的輸電線路絕緣子定位方案，通過在巡線視頻的桿塔幀中確定桿塔感興趣區(qū)域，可以減少絕緣子串的圖像匹配工作量，提高絕緣子的檢測定位速度；通過構建的絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器，可以對亮度、色度或紋理不同的絕緣子實現(xiàn)檢測定位功能，因此相對于現(xiàn)有技術，能夠在同一幀中識別不同類型的絕緣子，實現(xiàn)對多種不同類型絕緣子的快速定位功能。
【附圖說明】
[0042]圖1是本發(fā)明提供的輸電線路絕緣子定位方法流程示意圖；
[0043]圖2是本發(fā)明提供的構建絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器流程示意圖；
[0044]圖3是本發(fā)明提供的輸電線路絕緣子定位系統(tǒng)架構圖。
【具體實施方式】
[0045]為解決現(xiàn)有的輸電線路絕緣子定位方法檢測定位速度慢，并且難以識別出同一幀中不同類型的絕緣子的缺陷，本申請實施例提供了一種輸電線路絕緣子定位方法和系統(tǒng)，參見以下實施例。
[0046]實施例一:
[0047]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明，參見圖1所示的輸電線路絕緣子定位方法流程示意圖，其包括以下步驟:
[0048]S101，從桿塔幀中確定桿塔感興趣區(qū)域。
[0049]在巡線視頻經(jīng)過去霧等預處理并且傳感器必要參數(shù)已知的基礎上，由于桿塔經(jīng)瑋度信息為已知項，可以根據(jù)初始幀經(jīng)瑋度信息、幀率、分辨率以及地理信息等對目標經(jīng)瑋度的桿塔視頻段進行預測并截取，粗篩桿塔視頻段。
[0050]本實施例可以采用視頻幀間差分結合Harris角點及Hough直線檢測進行桿塔感興趣區(qū)域(ROI，reg1n of interest)的選取及無效幀(如虛幀)的過濾。
[0051]對應的，本步驟中可以采用如下方式選擇桿塔幀:
[0052]根據(jù)輸電線路級別確定角點閾值；
[0053]對設定幀數(shù)的幀間差分結果進行角點檢測，使用角點閾值篩選出桿塔幀。
[0054]其中，所述設定幀數(shù)較佳的可以為3幀，3幀差分是根據(jù)無人機和直升機實拍電力巡線視頻實驗獲取的先驗值，其差分結果可以最大限度的保留桿塔角點及線性特征，對于因機身抖動造成的雙重映射的虛幀及有效幀使用特征值進行區(qū)分。
[0055]為實現(xiàn)對無效幀的處理，提高定位效率，本實施例中，還可以包括:
[0056]根據(jù)輸電線路級別確定桿塔線條數(shù)閾值；
[0057]對桿塔幀進行直線檢測，根據(jù)桿塔線條數(shù)閾值，過濾無效幀并確定桿塔感興趣區(qū)域。本步驟的ROI域獲取，其區(qū)域獲取操作并非需要嚴格對于桿塔對象種類進行區(qū)別，而是借助角點及線段特征值，在圖像幀中保留桿塔本征信息。
[0058]隨著直升機或無人機的航拍角度變化，桿塔在視頻幀中位置、形態(tài)也有較大差異，但其角點特征及直線特征是穩(wěn)定的。其中，角點特征可以快速粗篩選桿塔視頻幀，但對于無效幀(如虛幀)的情況不能有效處理；Hough線段檢測可以快速確定桿塔感興趣區(qū)域，并進行桿塔幀細篩選，但對于包含大量架空輸電線的幀圖像不能有效區(qū)分。因此，本實施例中較佳的可以選擇使用雙重特征進行桿塔幀篩選。當然也可以選擇角點特征和直線特征中的任意一個方式進行篩選。
[0059]S102，構建絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器。
[0060]輸電線路中的絕緣子因為線路安裝要求和批量生產的特性，絕緣子串中的絕緣子具有相同的幾何形狀和大致相同的物理特性。
[0061]因此，本步驟中，可以采用如下步驟構建絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器，參見圖2的流程示意圖:
[0062]S102a，采集待檢測各種絕緣子的參數(shù)信息；
[0063]采集待檢測各種絕緣子的先驗知識，可以是絕緣子的實際圖紙、絕緣子的生產模具、剛剛生產的絕緣子實體，采集絕緣子串的邊緣信息，絕緣子材質等參數(shù)。
[0064]S102b，使用絕緣子的參數(shù)信息，構建絕緣子特征模型；
[0065]其中，可以采用如下方式構建絕緣子特征模型:
[0066]采用亮度特征和色度特征表示絕緣子材質及成像時外界條件；
[0067]采用半圓紋理代表絕緣子紋理信息。
[0068]S102C，結合連續(xù)鏈狀邊界構建絕緣子串仿射不變區(qū)域檢測器。
[0069]連續(xù)鏈狀邊界代表絕緣子串的紋理特征，結合單個絕緣子元素的特征，構成了整個目標絕緣子串的特征模型。其中所述檢測器可以