本發(fā)明涉及輸電安全檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及高鐵接觸網(wǎng)的絕緣子破損檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

隨著高速鐵路運(yùn)輸技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及其廣泛應(yīng)用，高鐵接觸網(wǎng)作為向機(jī)車提供電能的重要設(shè)施，其是否處于安全的工作狀態(tài)也越來越受到關(guān)注。為保證接觸網(wǎng)處于良好工作狀態(tài)，以利于電氣化鐵道的安全運(yùn)營，應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)并處理接觸網(wǎng)故障。高鐵接觸網(wǎng)絕緣子在掛網(wǎng)后，由于受到機(jī)電負(fù)荷，風(fēng)吹雨淋等環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致絕緣子的機(jī)電性能下降，常常會(huì)發(fā)生絕緣子積污閃絡(luò)、開裂破損等缺陷，從而引起線路故障，對(duì)高速鐵路的安全運(yùn)營有很大影響，目前對(duì)于高鐵線路上的絕緣子檢測(cè)主要采用的是直接觀察法，這種人工巡檢的維護(hù)方式存在著很多很多弊端，例如人為因素的不確定性，這種非受控的方式可能使得隱患不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，容易引起線路事故的發(fā)生；另外，人工巡檢的維護(hù)方式需要更多的費(fèi)用，而且需要更多的時(shí)間。

目前，掛網(wǎng)絕緣子運(yùn)行狀況的檢測(cè)方法有：(1)用短路叉、火花間隙放電叉或絕緣子串電壓分析儀等人工登桿塔方法。這種傳統(tǒng)的絕緣子檢測(cè)方法不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性差、效率低，而且受電磁干擾等原因，易造成誤檢或漏檢。(2)采用紅外熱成像技術(shù)的無損非接觸檢測(cè)。故障絕緣子與正常絕緣子的表面熱場(chǎng)分布不同，根據(jù)被動(dòng)紅外成像中是否出現(xiàn)異常熱像特征即可判斷絕緣子是否出現(xiàn)故障。由于絕緣子紅外熱像受絕緣子表面發(fā)射率、絕緣子負(fù)荷等級(jí)、檢測(cè)距離、大氣吸收、天氣和紅外檢測(cè)儀器等多種因素的影響，其探測(cè)精度和準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高。(3)超聲技術(shù)。將超聲波以一定角度照射絕緣子，引起絕緣子產(chǎn)生微弱振動(dòng)，由于破損絕緣子的振動(dòng)特性有別于完好絕緣子，通過分析接收到的絕緣子超聲回波的特征，即可判斷瓷體是否存在裂紋和絕緣子不同材料的結(jié)合狀態(tài)。通常使用帶電操作桿將超聲換能器 接近待檢絕緣子。此種方法工作效率低，安全性差。

參考專利文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)1：一種絕緣子圖像缺陷檢測(cè)方法，申請(qǐng)日：2014年4月5日，申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)：201410136596.8，公開號(hào)：cn103886610a

專利文獻(xiàn)2：基于圖像識(shí)別的絕緣子缺陷識(shí)別方法，申請(qǐng)日：2013年12月3日，申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)：201310642444.0，公開號(hào)：cn103605981a

專利文獻(xiàn)1描述了一種絕緣子圖像缺陷檢測(cè)方法，主要是通過直升機(jī)巡檢的方式獲取輸電線路的彩色絕緣子圖像，其主要是利用彩色圖像中絕緣子的顏色呈現(xiàn)聚類的特性，通過在lab顏色空間中利用k均值聚類算法將絕緣子從復(fù)雜的背景圖像中初步分割出來；然后利用絕緣子在圖像形成的長(zhǎng)條對(duì)稱特性，采用基于主成分分析的連通區(qū)域判決方法定位出絕緣子的具體位置；在此基礎(chǔ)上，通過統(tǒng)計(jì)分析絕緣子相鄰盤片之間的距離識(shí)別出絕緣子缺陷區(qū)域。專利文獻(xiàn)1獲取的是彩色圖像，因此在圖像處理上較為復(fù)雜，相應(yīng)地，缺陷判定的方法也較為繁復(fù)。

專利文獻(xiàn)2描述了一種基于圖像識(shí)別的絕緣子缺陷識(shí)別方法，包括：對(duì)采集的包含絕緣子串的圖片進(jìn)行圖像處理，得到每條絕緣子串的中心直線；以中心直線為參考線，以像素為單位，沿著參考線遍歷絕緣子串的二值圖像，每遇到一個(gè)參考線的垂線的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)先增長(zhǎng)后縮減的參考區(qū)域，且該參考區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)最多的垂線到參考線的垂線距離大于平均值，則求取該區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)最多的垂線在參考線上的坐標(biāo)；計(jì)算每相鄰兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的距離，如果某兩個(gè)相鄰坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離大于參考距離的1.7倍，那么該處有絕緣子缺失，否則該處絕緣子完整。專利文獻(xiàn)2描述的方法主要用于高壓輸電線路上的絕緣子，而且對(duì)于缺陷絕緣子片成像在絕緣子中間而非邊緣部分時(shí)可能無法有效檢出。

絕緣子視覺檢測(cè)是一種非接觸檢測(cè)方法，它利用ccd攝像機(jī)獲取待檢測(cè)瓷絕緣子的一幅或多幅圖像，通過圖像分析與處理，判斷瓷絕緣子外表破損和表面積污程度，為掛網(wǎng)瓷絕緣子破損檢測(cè)提供了一種新的手段。

高鐵接觸網(wǎng)的絕緣子的檢測(cè)在實(shí)際應(yīng)用中，主要還是靠人工查驗(yàn)法。主要有兩個(gè)方面：一方面是通過人工上線登桿作業(yè)；另一方面是通過攝像機(jī)拍攝絕緣子圖，然后人工看圖，找缺陷。這樣的方法無疑作業(yè)周期長(zhǎng)，且受專業(yè)人員素質(zhì)的影響較大。

因此，研究一種既快速又高效的非接觸式絕緣子缺損檢測(cè)方法對(duì)高速鐵路的安全運(yùn)營有著很重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于圖像的高鐵接觸網(wǎng)絕緣子破損檢測(cè)方法，利用絕緣子邊緣輪廓特征以及絕緣子片狀特征進(jìn)行破損檢測(cè)，并從正反兩面同時(shí)檢測(cè)。

本發(fā)明通過安裝在檢測(cè)車車頂?shù)氖彝鈭D像采集設(shè)備實(shí)時(shí)采集所運(yùn)行線路中的每個(gè)接觸網(wǎng)定位裝置的絕緣子正反面的高清圖像，并對(duì)這些獲取的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)在線分析處理，自動(dòng)對(duì)每幅圖片進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于有缺陷的圖片給出缺陷預(yù)警信息，以此指導(dǎo)接觸網(wǎng)絕緣子的維護(hù)工作。

本發(fā)明提供一種絕緣子破損檢測(cè)方法，包括：獲得絕緣子外觀圖像；對(duì)獲得的絕緣子外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理，以得到待測(cè)絕緣子圖像；將待測(cè)絕緣子圖像分為絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域以及絕緣子中間區(qū)域；對(duì)絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域通過形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行分割，計(jì)算分割后每個(gè)小區(qū)域的連通性；比較絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域中的各個(gè)連通區(qū)域；檢測(cè)絕緣子中間區(qū)域的絕緣子邊緣；如果在比較絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域中的各個(gè)連通區(qū)域的過程中以及在檢測(cè)絕緣子中間區(qū)域的絕緣子邊緣的過程中發(fā)現(xiàn)異常，則判斷絕緣子在相應(yīng)區(qū)域的相應(yīng)位置存在破損。

在本發(fā)明的方法中，通過攝像機(jī)抓拍同一絕緣子的正反兩面的外觀圖像。對(duì)獲得的正面絕緣子外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理，以得到待測(cè)絕緣子圖像；對(duì)獲得 的反面絕緣子外觀圖像進(jìn)行軸向旋轉(zhuǎn)使得圖像反轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行與正面絕緣子外觀圖像相同的預(yù)處理，以得到待測(cè)絕緣子圖像。

在本發(fā)明的方法中，從獲得的絕緣子外觀圖像中提取絕緣子區(qū)域圖像；將絕緣子區(qū)域圖像進(jìn)行二值化以得到二值化圖像；根據(jù)二值化圖像，利用形態(tài)學(xué)方法得到絕緣子二值圖；通過仿射變換使得絕緣子二值圖處于水平位置；將絕緣子二值圖大小歸一化為固定值以得到待測(cè)絕緣子圖像。

在本發(fā)明的方法中，計(jì)算絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)；比較絕緣子輪廓上區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)與絕緣子輪廓下區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)。如果絕緣子輪廓上區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)與絕緣子輪廓下區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)不相等，則絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域二者中連通區(qū)域的個(gè)數(shù)較少的一個(gè)區(qū)域中存在破損。

在本發(fā)明的方法中，計(jì)算絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域中的各個(gè)連通區(qū)域的屬性特征及特征均值；將各個(gè)連通區(qū)域的屬性特征與特征均值進(jìn)行比較；對(duì)于比較結(jié)果為差值超出閾值的連通區(qū)域，判斷該連通區(qū)域中存在破損。

優(yōu)選地，所述的連通區(qū)域的屬性特征是以下特征之一：連通區(qū)域的面積、連通區(qū)域的高度、連通區(qū)域的寬度。

在本發(fā)明的方法中，檢測(cè)絕緣子中間區(qū)域的絕緣子邊緣可以包括：提取絕緣子邊緣輪廓特征，以確定各個(gè)邊緣位置；計(jì)算相鄰的每?jī)蓚€(gè)邊緣位置之間的距離；比較相鄰的每?jī)蓚€(gè)邊緣位置之間的距離；如果上述距離不相等且差值超過閾值，則判斷距離較大的兩個(gè)邊緣位置之一存在破損。

優(yōu)選地，所述絕緣子可以是高鐵接觸網(wǎng)的絕緣子或高壓輸電線中的絕緣子串。

優(yōu)選地，當(dāng)判斷絕緣子在相應(yīng)區(qū)域的相應(yīng)位置存在破損時(shí)，給出預(yù)警信 息。

本發(fā)明所涉及的高鐵接觸網(wǎng)絕緣子缺損檢測(cè)方法主要是通過對(duì)夜間檢測(cè)車載圖像設(shè)備抓拍所得黑白圖像進(jìn)行處理，由于是夜間拍攝圖像，背景相對(duì)較為簡(jiǎn)單，所以只需要利用絕緣子的特征進(jìn)行絕緣子的精確定位而無須更多繁復(fù)的處理，最后在缺損的判定方面則利用了絕緣子邊緣輪廓特征以及絕緣子片狀特征進(jìn)行破損檢測(cè)的方法。因此，本發(fā)明與專利文獻(xiàn)1所利用的拍圖設(shè)備不同，圖像處理方法也不同，最后的缺陷判定方法也不同。

本發(fā)明利用旋轉(zhuǎn)校正后使用絕緣子邊緣輪廓特征以及絕緣子片狀特征進(jìn)行破損檢測(cè)的方法，這與專利文獻(xiàn)2不同，并且專利文獻(xiàn)2描述的方法可能對(duì)于缺陷絕緣子片成像在絕緣子中間而非邊緣部分時(shí)無法有效檢出，而本發(fā)明則可以對(duì)圖像中絕緣子邊緣和中間區(qū)域的缺陷都能有效檢出。另外專利文獻(xiàn)2描述的絕緣子主要是高壓輸電線路上的，不一定適用于高鐵接觸網(wǎng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明為非接觸式的智能圖像檢測(cè)模式，節(jié)省人力；

2、本發(fā)明通過正反面同時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)區(qū)域無死角；

3、本發(fā)明不但可以檢測(cè)圖像中的絕緣子外邊緣是否破損，而且可以對(duì)圖像中間的每個(gè)絕緣子片都做了檢測(cè)，真正做到了全面檢測(cè)。

本發(fā)明采用非接觸式的智能圖像檢測(cè)技術(shù)，不僅能夠更及時(shí)的發(fā)現(xiàn)缺陷，并且節(jié)省了大量的人力，對(duì)于高鐵的安全運(yùn)行有著重要意義。

附圖說明

下面參考附圖結(jié)合實(shí)施例說明本發(fā)明。在附圖中：

圖1是通過攝像機(jī)采集到的正面絕緣子圖像的示例；

圖2是通過攝像機(jī)采集到的反面絕緣子圖像的示例；

圖3是通過攝像機(jī)采集到的絕緣子初始圖像的示例；

圖4是對(duì)待測(cè)絕緣子圖像進(jìn)行檢測(cè)區(qū)域劃分的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的絕緣子破損檢測(cè)方法的流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理絕緣子正反面圖像的方法的流程圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)獲得的絕緣子外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理的方法的流程圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)絕緣子輪廓上區(qū)域和下區(qū)域中的破損的方法的流程圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的檢測(cè)絕緣子輪廓上區(qū)域和下區(qū)域中的破損的方法的流程圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)絕緣子中間區(qū)域的破損的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體應(yīng)用來描述本發(fā)明的實(shí)施例。

本發(fā)明首先通過安裝在檢測(cè)車頂部的攝像機(jī)抓拍得到同一絕緣子的正反兩面的黑白圖像。圖1是通過攝像機(jī)采集到的正面絕緣子圖像的示例。圖2是通過攝像機(jī)采集到的反面絕緣子圖像的示例。從圖中可以看出，絕緣子在其正反面圖像中，在形態(tài)上并無太大區(qū)別，因此可以適用相同或相似的檢測(cè)方法。在上下文的描述中，盡管將圖1所示的方向稱為正面，將圖2所示的方向稱為反面，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這里的“正面”和“反面”是此情況或其他情況中是可以互換使用的，而不影響本發(fā)明的教導(dǎo)與范圍。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的絕緣子破損檢測(cè)方法500的流程圖。圖5的方法500開始于步驟s501，首先獲得絕緣子外觀圖像。如上所述，通過安裝在檢測(cè)車頂部的攝像機(jī)抓拍得到同一絕緣子的正反兩面的黑白圖像。圖3是通過攝像機(jī)采集到的絕緣子初始圖像的示例。如圖3所示，在圓圈所圈出的部分中可能存在破損。

根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于正面圖像采用以下的檢測(cè)步驟。

在圖5的步驟s503，對(duì)獲得的絕緣子外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理，以得到待測(cè)絕緣子圖像。在這一步驟中，所述的預(yù)處理如圖7中所示。圖7是根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)獲得的絕緣子外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理的方法700的流程圖。根據(jù)圖7，方法700包括如下步驟：在步驟s701，從獲得的絕緣子外觀圖像中提取絕緣子區(qū)域圖像；在步驟s703，將絕緣子區(qū)域圖像進(jìn)行二值化以得到二值化圖像；在步驟s705，根據(jù)二值化圖像，利用形態(tài)學(xué)方法得到絕緣子二值圖；在步驟s707，通過仿射變換使得絕緣子二值圖處于水平位置；在步驟s709，將絕緣子二值圖大小歸一化為固定值以得到待測(cè)絕緣子圖像。

在一個(gè)實(shí)施例中，首先利用均值濾波等圖像預(yù)處理手段突出感興趣區(qū)域的特征，例如，處理后使得絕緣子區(qū)域的圖像能夠充滿整個(gè)視圖。然后，通過閾值法將絕緣子區(qū)域的圖像二值化得到絕緣子所在區(qū)域的二值圖像。在深夜進(jìn)行的拍攝時(shí)，由于背景色為黑色而絕緣子本色為白色，因此使用這樣的二值化圖像就能簡(jiǎn)便地檢測(cè)出絕緣子的破損來。接下來，利用形態(tài)學(xué)的閉運(yùn)算，即先膨脹后腐蝕算法來去除目標(biāo)內(nèi)所有空洞；再利用形態(tài)學(xué)的開運(yùn)算，即先腐蝕后膨脹算法得到絕緣子的二值化圖像，即精確定位了的絕緣子二值圖。此時(shí)得到的絕緣子二值圖已經(jīng)被精確地定位于處理圖像中，但由于拍攝角度的限制，這樣的二值圖并非絕緣子的平視圖，而是帶有一定垂直仰角和/或一定水平方位角的視圖。所以接下來，計(jì)算此時(shí)絕緣子所在區(qū)域的長(zhǎng)軸與水平線之間的夾角，然后應(yīng)用上述夾角完成仿射變換，從而使得絕緣子圖處于水平位置。最后，歸一化絕緣子區(qū)域中絕緣子的圖像的大小為固定值，以便后續(xù)的統(tǒng)一模塊化處理。以上的圖像預(yù)處理的過程，還將在下文的具體實(shí)施例中被再次詳細(xì)描述。

在步驟s505，將待測(cè)絕緣子圖像分為絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域以及絕緣子中間區(qū)域。圖4是對(duì)待測(cè)絕緣子圖像進(jìn)行檢測(cè)區(qū)域劃分的示意圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，圖4中的圖像并非待測(cè)絕緣子圖像，因?yàn)槠洳⒎峭耆亩祱D像，申請(qǐng)人只是在其上做出區(qū)域劃分，以示意如何對(duì)待測(cè)絕緣子圖像進(jìn)行劃分。根據(jù)圖4的示意，將圖像中絕緣子的輪廓區(qū)域分為上區(qū)域和下區(qū)域，對(duì)這兩個(gè)區(qū)域可以進(jìn)行相同或相似的圖像檢測(cè)處理。另一方面，劃分了絕緣子輪廓上區(qū)域和下區(qū)域之后，剩下的中間部分是圖像中絕緣子的中間區(qū)域，對(duì)中間區(qū)域可以進(jìn)行不同的圖像檢測(cè)處理。也就是說，將絕緣子分為三個(gè)矩形檢測(cè)區(qū)域，即上、中、下三個(gè)區(qū)域。其中，上和下區(qū) 域分別用來檢測(cè)絕緣子的輪廓區(qū)域是否有缺損，而中間區(qū)域主要用來檢測(cè)各絕緣子片的輪廓是否有破損。

回到圖5，在步驟s507，對(duì)絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域通過形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行分割，計(jì)算分割后每個(gè)小區(qū)域的連通性。

接下來，在步驟509，比較絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域中的各個(gè)連通區(qū)域。

如果在比較絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域中的各個(gè)連通區(qū)域的過程中發(fā)現(xiàn)異常，即步驟s513的結(jié)果為“有”，則在步驟s515判斷絕緣子在相應(yīng)區(qū)域的相應(yīng)位置存在破損。在判斷出存在破損的情況下，方法500可以結(jié)束；可替換地或者附加地，當(dāng)判斷絕緣子在相應(yīng)區(qū)域的相應(yīng)位置存在破損時(shí)，給出預(yù)警信息。

具體地，圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)絕緣子輪廓上區(qū)域和下區(qū)域中的破損的方法800的流程圖。

圖8的方法800承接于圖5的步驟s507，即對(duì)絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域通過形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行分割，計(jì)算分割后每個(gè)小區(qū)域的連通性。在圖8的步驟s801，計(jì)算絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)。在步驟s803，比較絕緣子輪廓上區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)與絕緣子輪廓下區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)。如果絕緣子輪廓上區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)與絕緣子輪廓下區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)不相等，即圖8中的步驟s805的結(jié)果為“否”，則絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域二者中連通區(qū)域的個(gè)數(shù)較少的一個(gè)區(qū)域中肯定存在破損。在此情況下，可以給出預(yù)警。否則，即步驟s805的結(jié)果為“是”，則方法800繼續(xù)，即不能判斷存在破損。

為了進(jìn)一步檢測(cè)出破損的具體位置，可以使用本發(fā)明的另一實(shí)施例來對(duì)上區(qū)域和下區(qū)域中的連通區(qū)域進(jìn)行更細(xì)的檢測(cè)。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的檢測(cè)絕緣子輪廓上區(qū)域和下區(qū)域中的破損的方法900的流程圖。

圖9的方法900可以承接于圖5的步驟s507；另一方面，如上所述，也可以承接于圖8的方法800。在圖9的步驟s901，計(jì)算絕緣子輪廓上區(qū)域和絕緣子輪廓下區(qū)域中的各個(gè)連通區(qū)域的屬性特征及特征均值。所述的連通區(qū)域的屬性特征可以是連通區(qū)域的面積、連通區(qū)域的高度或連通區(qū)域的寬度，或者上述特征的組合。在步驟s903，將各個(gè)連通區(qū)域的屬性特征與特征均值進(jìn)行比較。如果比較結(jié)果為某個(gè)連通區(qū)域的屬性特征與特征均值的差值超出預(yù)先確定的閾值，即步驟s905的結(jié)果為“是”，則在步驟s907判斷該連通區(qū)域中存在破損。然后，方法900結(jié)束。在此情況下，可以給出預(yù)警。否則，即步驟s905的結(jié)果為“否”時(shí)，則方法900也結(jié)束，即不能判斷存在破損。

另一方面，針對(duì)中間區(qū)域，回到圖5，在步驟s511，檢測(cè)絕緣子中間區(qū)域的絕緣子邊緣。如果在檢測(cè)絕緣子中間區(qū)域的絕緣子邊緣的過程中發(fā)現(xiàn)異常，即步驟s513的結(jié)果為“有”，則在步驟s515判斷絕緣子在相應(yīng)區(qū)域的相應(yīng)位置存在破損。在判斷出存在破損的情況下，方法500可以結(jié)束；可替換地或者附加地，當(dāng)判斷絕緣子在相應(yīng)區(qū)域的相應(yīng)位置存在破損時(shí)，給出預(yù)警信息。

具體地，圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)絕緣子中間區(qū)域的破損的方法1000的流程圖。

圖10的方法1000是針對(duì)絕緣子中間區(qū)域的。在步驟s1001，檢測(cè)中間區(qū)域中的邊緣，提取符合絕緣子邊緣輪廓特征的邊緣及其位置屬性，即提取絕緣子邊緣輪廓特征，以確定各個(gè)邊緣位置。接下來，在步驟s1003，計(jì)算相鄰的每?jī)蓚€(gè)邊緣位置之間的距離。在步驟s1005，比較相鄰的每?jī)蓚€(gè)邊緣位置之間的距離。提取到邊緣的位置必須是等間隔排列的，若其中兩兩之間的間隔過大，則說明存在一處邊緣異常情況。如圖10所示，如果上述距離不相等且差值超過預(yù)先確定的閾值，即在步驟s1007的結(jié)果為“是”的情況下，則在步驟s1009判斷距離較大的兩個(gè)邊緣位置之一存在破損。然后，方法 1000結(jié)束。在此情況下，可以給出預(yù)警。否則，即步驟s1007的結(jié)果為“否”時(shí)，則方法1000也結(jié)束，即不能判斷存在破損。

回到圖5，如果在針對(duì)上、下區(qū)域和中間區(qū)域的檢測(cè)中都沒有發(fā)現(xiàn)異常的話，即步驟s513的結(jié)果為“無”，則方法500可以結(jié)束。

對(duì)于反面圖像，首先通過軸向反轉(zhuǎn)的方法使得圖像反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)后得到的圖像可再利用上述方法檢測(cè)絕緣子是否有破損邊緣。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理絕緣子正反面圖像的方法600的流程圖。圖6的方法600開始于步驟s601，即如最開始所述的通過攝像機(jī)抓拍同一絕緣子的正反兩面的外觀圖像。對(duì)于絕緣子正面圖，直接執(zhí)行圖5中的步驟s503-s515；對(duì)于絕緣子反面圖，先進(jìn)行軸向旋轉(zhuǎn)使得反面圖像反轉(zhuǎn)，然后再執(zhí)行圖5中的步驟s503-s515。執(zhí)行完步驟s503-s515之后，方法600即可結(jié)束。

例如，最后，對(duì)正反面檢測(cè)結(jié)果做綜合處理，若正反面有一面存在異常即報(bào)出缺陷信息，否則不報(bào)缺陷，至此結(jié)束檢測(cè)。

以下將給出用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的示例。

(一)首先，對(duì)正面絕緣子圖像采用下述步驟：

(1)載入絕緣子正面圖像，圖像大小可以為2448*2048(單位為像素)；

(2)對(duì)原始圖像進(jìn)行二值化，閾值可以取為15；

(3)對(duì)二值化后的圖像進(jìn)行垂直投影，其中s為區(qū)域面積，r為c(x,y)中具有相同連通性的各個(gè)區(qū)域，即r∈c；

(4)找到最大投影值maxprojectionvalue所在的列，再裁剪得到絕緣子所在區(qū)域圖像；

(5)再利用膨脹、腐蝕等形態(tài)學(xué)算法精細(xì)定位絕緣子圖像；

(6)利用下述公式計(jì)算絕緣子所在區(qū)域的長(zhǎng)軸與水平線之間的夾角；

區(qū)域的面積的歸一化的矩：其中p≥0,q≥0；

其中心矩的計(jì)算為：其中p+q≥2；

區(qū)域方向角計(jì)算公式為：

(7)完成仿射變換，使得絕緣子軸向?yàn)樗轿恢?，旋轉(zhuǎn)矩陣為：

(8)歸一化圖像大小，使其均為w*h(單位為像素)；

(9)將該圖像在高度方向分為三個(gè)檢測(cè)區(qū)域，uproi、middleroi、downroi；

(10)對(duì)uproi做如下操作：通過形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行分割，計(jì)算分割后每個(gè)小區(qū)域的連通性，并計(jì)算得到在各感興趣區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)numconnectup；

(11)對(duì)downroi做如下操作：通過形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行分割，計(jì)算分割后每個(gè)小區(qū)域的連通性，并計(jì)算得到在各感興趣區(qū)域中的連通區(qū)域的個(gè)數(shù)numconnectdown；

(12)比較numconnectup是否與numconnectdown相等，若不相等，則是有異常存在，將isdefectexistzh賦值為1，跳出此面檢測(cè)；否則繼續(xù)下述步驟；

(13)對(duì)于middleroi的檢測(cè)，則主要利用邊緣檢測(cè)算法，檢測(cè)中間感興趣區(qū)域中的邊緣，并且提取符合絕緣子邊緣輪廓特征的邊緣及其位置屬性，再通過提取到的邊緣的屬性計(jì)算此絕緣子是否存在破損，即提取到邊緣的位置必須是等間隔排列的，若其中兩兩之間的間隔過大，則說明存在一處邊緣異常情況，則將isdefectexistzh賦值為1。

(二)其次對(duì)反面絕緣子圖像采用與上述正面絕緣子圖像一樣的步驟，若存在異常情況，將isdefectexistfan復(fù)制為1。

(三)最后，對(duì)于正面缺陷檢測(cè)結(jié)果變量isdefectexistzh與反正缺陷檢測(cè)結(jié)果變量isdefectexistfan的邏輯滿足情況：isdefectexistzh＝1或者isdefectexistfan＝1則說明存在缺陷，即報(bào)出此接觸網(wǎng)桿的缺陷信息。

本發(fā)明公開的所有方法除了個(gè)別步驟以外，均可以任何方式組合。而且，本發(fā)明中除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或者類似特征中的一個(gè)而已。

另外，盡管在實(shí)施例中，本發(fā)明用于高鐵接觸網(wǎng)的絕緣子破損檢測(cè)，但本發(fā)明也可用于高壓輸電線中絕緣子串的破損檢測(cè)。

上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式及其具體應(yīng)用和優(yōu)選實(shí)施例。但是本發(fā)明的精神和范圍不限于這里所公開的具體內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)而做出更多的實(shí)施方式和應(yīng)用，這些實(shí)施方式和應(yīng)用都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。本發(fā)明的精神和范圍不由具體實(shí)施例來限定，而由權(quán)利要求來限定。