一种基于改进图像法的输电导线覆冰厚度的计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103400141A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103400141103400141A(43)申请公布日2013.11.20(21)申请号201310314891.3(22)申请日2013.07.24(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人阳林史尊伟郝艳捧(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人蔡茂略(51)Int.Cl.G06K9/60(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称一种基于改进图像法的输电导线覆冰厚度的计算方法(57)摘要本发明公开了一种基于改进图像法的输电导线覆冰厚度的计算方法，包括如下步骤：S1.输电导线图像前期处理，获得图像数据阵列；S2.输电导线边界轮廓识别，包括：确定Canny算子自适应性：利用最优阈值灰度分割法得到该图像数据阵列的最优阈值，作为Canny算子的高阈值，根据高阈值Th和低阈值的对应关系确定Cannys算子的低阈值；采用Canny算子对图像数据阵列)进行边缘检测；对边界轮廓两边分别进行逐行或逐列扫描，得到边界两边对应像素点的位置横坐标及纵坐标，对应横坐标及纵坐标差值即是所求轮廓像素值；S3.计算输电导线覆冰厚度。本发明为系统安全运行提供一种直观、经济、有效的手段。CN103400141ACN1034ACN103400141A权利要求书1/2页1.一种基于改进图像法的输电导线覆冰厚度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1输电导线图像前期处理，具体为：S1.1获取图像：通过监测终端的摄像机获得输电导线图像；所述输电导线图像包括导线覆冰图像及导线未覆冰图像；S1.2设置目标区域：首先利用Matlab软件获取输电导线图像的最大横坐标Xmax和最大纵坐标Ymax，此时图像左上角坐标为（0,0），图像右下角坐标为（Xmax,Ymax），然后根据监测终端导线的位置特点，利用坐标标定方式对输电导线图像设置目标区域，使该输电导线的覆冰图像及未覆冰图像的尺寸大小一致；S1.3图像预处理：对设置目标区域后的图像依次进行灰度化及中值滤波处理得到图像数据阵列g(x,y)；S2输电导线边界轮廓识别，具体如下：S2.1确定Canny算子自适应性：利用最优阈值灰度分割法得到该图像数据阵列的最优阈值Tk，作为Canny算子的高阈值Th，根据高阈值Th和低阈值Tl的对应关系确定Cannys算子的低阈值；S2.2采用Canny算子对图像数据阵列g(x,y)进行边缘检测；S2.3对边界轮廓两边分别进行逐行或逐列扫描，得到边界两边对应像素点的位置横坐标及纵坐标，对应横坐标及纵坐标差值即是所求轮廓像素值；S3计算输电导线覆冰厚度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2.1中最优阈值灰度分割法，具体为：S2.1.1求出图像数据阵列的最大灰度值Zm和最小灰度值Zl，令初阈值T0=(Zm+Zl)/2；S2.1.2根据设定阈值T0分别求出背景和目标的平均灰度值T1、T2；得到新阈值Tk=(Z1+Z2)/2；S2.1.3若T0和Tk不相等，则把Tk赋值给T0，转到S2.1.2，进行循环迭代计算，直到T0和Tk相等，Tk即为最优阈值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高阈值Th和低阈值Tl的对应关系具体为：Tl=0.5*Th。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中计算输电导线S3.1采用S1-S2步骤得到未覆冰的裸导线对应轮廓像素值，将此值作为基值；S3.2采用S1-S2步骤得到覆冰导线对应的轮廓像素值，利用导线直径、基值、覆冰时的轮廓像素值、覆冰厚度四者之间的比例关系，得到目标区域内输电导线平均覆冰厚度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2.2中采用Canny算子对图像数据阵列g(x,y)进行边缘检测，具体为：S2.2.1计算图像数据阵列的梯度幅值M(x,y)；S2.2.2对梯度幅值进行非极大值抑制，得到可能的边缘点；S2.2.3利用Canny算子的高阈值和低阈值对可能的边缘点进行筛选，得到输电导线边界轮廓。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2.3中对边界轮廓两边分别进行逐2CN103400141A权利要求书2/2页行或逐列扫描，包括三种形式，分别为：a当导线在目标区域内呈竖直方向时，进行逐行扫描；b是当导线在目标区域内时呈水平方向时，进行逐列扫描；c是当导线在目标区域内呈对角方向时，进行逐行或逐列扫描。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3.2中导线直径、基值、覆冰时的轮廓像素值、覆冰厚度四者之间的比例关系，具体为：设导线无覆冰时，导线直径D0的轮廓像素