一种架空输电线路异物目标快速标定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114241364A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111441444.5G06T7/70(2017.01)(22)申请日2021.11.30H02G1/02(2006.01)(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人孙瑜张容樊志远朱环孙艺铭(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人王安(51)Int.Cl.G06V20/40(2022.01)G06V10/44(2022.01)G06V10/20(2022.01)G06T7/66(2017.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种架空输电线路异物目标快速标定方法(57)摘要本发明公开了一种架空输电线路异物目标快速标定方法，针对传统工具和方法难以高效、安全地清除架空输电线路异物，提出一种高空目标快速标定方法。首先实时获取异物视频图像，对视频图像进行处理识别并选定目标区域，利用图像特征点—ORB特征点匹配融合算法，以实现异物目标快速识别标定，极大的增加了异物目标定位的准确率，减少作业人员的操作难度和人为误差，并能够实现接近100％的异物目标识别和跟踪效果。CN114241364ACN114241364A权利要求书1/3页1.一种架空输电线路异物目标快速标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、实时获取目标区域视频图像，并对图像进行处理，逐帧识别当前视频图像信息，当识别到目标物时，将该帧画面置为初始帧，并放大目标所在区域视频图像；步骤2、对放大后的视频图像进一步精确识别，解算图像信息，获取异物目标的坐标信息，以及异物目标在架空输电线缠绕位置的坐标信息；步骤3、检测初始帧的画面图像信息，进行异物目标自动跟踪处理，识别异物目标在视频图像中的位置状态信息，包括图像特征点、质心位置及移动轨迹；步骤4、跟踪异物，并通过激光进行切割；步骤5、判断是否仍然存在异物目标，若是则返回步骤1，否则结束。2.根据权利要求1所述的架空输电线路异物目标快速标定方法，其特征在于，所述步骤1中的获取视频图像，并对图像进行处理，具体包括以下步骤：步骤1‑1、获取视频图像，对获取的每帧图像进行灰度转换，建立数字灰度图像随机数学模型，对原始图像上的每个像素作映射，获得灰度增强后的图像；步骤1‑2、用高斯模糊方法对灰度增强后的图像通过滤波进行降噪，获取降噪后的图像；步骤1‑3、对降噪后的图像进行高斯滤波，获得平滑图像；步骤1‑4、利用Canny边缘检测算法在获得的平滑图像上对异物目标进行检测，当检测到异物目标处于图像画面中心时，将该帧图像更新为初始帧，并放大目标所在区域视频图像。3.根据权利要求2所述的架空输电线路异物目标快速标定方法，其特征在于，所述步骤1‑1中的对获取的每帧图像进行灰度转换，获取灰度增强后的图像，具体为：步骤1‑1‑1、对获取的图像构建数字灰度图像随机数学模型，统计所有像素的灰度值，得到灰度分布直方图，即得到原始图像的灰度级；步骤1‑1‑2、在原始灰度图像X中根据分割阈值rc，将图像分割为两个无交集的子图，然后分别对这两个子图应用直方图均衡化算法，进行灰度分布归一化概率计算：其中，pLd(dj)和PUd(dj)分别表示低灰度子图和高灰度子图的灰度归一化概率；其中dk＝0,1,2,...,L‑1，L为灰度级最大值，Pd(dj)为原图像中灰度级dj的灰度分布概率，Pd(dk)为原始图像中灰度级dk的灰度分布概率；步骤1‑1‑3、构建原始图像灰度级到目标图像灰度级的映射关系，构建连续变量的灰度分布概率密度函数，根据灰度分布概率密度函数对图像进行低灰度区和高灰度区划分，分别得到图像的低灰度区和高灰度区，得到高灰度区的灰度图像，即灰度增强后的图像。4.根据权利要求2所述的架空输电线路异物目标快速标定方法，其特征在于，所述步骤2CN114241364A权利要求书2/3页1‑3中的获得平滑图像，具体为：以离散点的高斯函数值作为权值，在降噪后的图片进行窗口模板采集，对采集到的窗口模板中的的灰度矩阵内每个像素值进行加权平均，以消除高斯噪声：设置窗口模板的大小为(2k+1)×(2k+1)，则该模板中每个元素的权重系数为：其中(i,j)(i,j＝1,2,...,2k+1)表示窗口模板内每个像素点的相对坐标。5.根据权利要求1所述的架空输电线路异物目标快速标定方法，其特征在于，所述步骤2中的解算图像信息，具体为：步骤2‑1、利用Canny边缘检测算法，对放大后的目标区域进行目标边缘检测，检测目标区域的水平、垂直和两个对角线共计四个方向的边缘，计算其梯度强度和方向，并对其进行噪声消除，使用高斯模糊的方法，将图像信息转换为高斯单元格，消除噪声对识