一种基于改进图像法处理绝缘子覆冰的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103400140A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103400140103400140A(43)申请公布日2013.11.20(21)申请号201310314575.6(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)发明人郝艳捧史尊伟(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处理绝缘子覆冰的方法(57)摘要本发明公开了一种基于改进图像法处理绝缘子覆冰的方法，包括S1绝缘子图像前期处理，获得图像数据阵列g(x,y)；S2绝缘子边界轮廓识别，得到所求轮廓像素值；S3计算绝缘子覆冰程度，具体如下：S3.1采用S1-S2步骤得到未覆冰绝缘子对应的轮廓像素值，将此值作为基值；S3.2采用S1-S2步骤得到覆冰绝缘子对应的轮廓像素值，利用绝缘子直径、基值、覆冰时的轮廓像素值、覆冰程度四者之间的比例关系，得到目标区域内绝缘子覆冰程度；将计算值与线路设计覆冰安全阈值进行比较，当计算值大于安全阈值时，发出报警信息，提醒工作人员进行除冰工作，否则从新执行以上步骤，为系统安全运行提供一种直观、经济、有效的手段。CN103400140ACN1034ACN103400140A权利要求书1/2页1.一种基于改进图像法处理绝缘子覆冰的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1绝缘子图像前期处理，具体为：S1.1获取图像：通过监测终端的摄像机获得绝缘子图像；所述绝缘子图像包括绝缘子覆冰图像及绝缘子未覆冰图像；S1.2设置目标区域：首先利用Matlab软件获取绝缘子图像的最大横坐标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），然后根据监测终端输电线路的绝缘子位置特点，利用坐标标定方式对绝缘子图像设置目标区域；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绝缘子边界轮廓识别，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，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，得到绝缘子边界轮廓；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计算绝缘子覆冰程度，具体如下：S3.1采用S1-S2步骤得到未覆冰绝缘子对应的轮廓像素值，将此值作为基值；S3.2采用S1-S2步骤得到覆冰绝缘子对应的轮廓像素值，利用绝缘子直径、基值、覆冰时的轮廓像素值、覆冰程度四者之间的比例关系，得到目标区域内绝缘子覆冰程度。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S3.2中绝缘子直径、基值、覆冰时的轮廓像素值、覆冰程度四者之间的比例关系，具体为：设绝缘子无覆冰时，绝缘子直径D0的轮廓像素值为x1，绝缘子覆冰时，其轮廓像素值为x2，则覆冰程度D表示为：2CN103400140A权利要求书2/2页式中：当绝缘子为多串并列时，绝缘子间距均为定值d，其中为单个绝缘子时d=0。5.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行或逐列扫描，包括三种形式，分别为：a当绝缘子在目标区域内呈竖直方向时，进行逐行扫描；b是当绝缘子在目标区域内时呈水平方向时，进行逐列扫描；c是当绝缘子在目标区域内呈对角方向时，进行逐行或逐列扫描。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，还包括绝缘子覆冰预警