一種基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)器視覺、輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于間隔棒識 別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 輸電線在受到自身和外在環(huán)境的影響時常會發(fā)生舞動現(xiàn)象，特別是惡劣天氣等條 件，會導(dǎo)致輸電導(dǎo)線產(chǎn)生異常舞動。導(dǎo)線長時間的大幅度擺動極易引起相間閃絡(luò)，導(dǎo)致金具 和絕緣子損壞、線路跳閘、導(dǎo)線斷股或斷線，甚至拉倒桿塔導(dǎo)致輸電電網(wǎng)損壞等重大事故。 因此，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)線舞動情況的實(shí)時監(jiān)測、準(zhǔn)確快速識別導(dǎo)線的異常舞動是預(yù)防和及時控制 導(dǎo)線舞動事故的關(guān)鍵。
[0003] 現(xiàn)有主要的導(dǎo)線舞動識別技術(shù)有，基于位移與加速度傳感器輸電線舞動監(jiān)測技術(shù) 和基于光流原理輸電線舞動監(jiān)測技術(shù)。第一種監(jiān)測技術(shù)需要在輸電線路中安裝傳感器，因 此存在傳感器在輸電線路中安裝數(shù)量、方式以及選擇合適擬合算法的難題。監(jiān)測系統(tǒng)傳感 器安裝越多，其監(jiān)測和曲線擬合精度越高，但這又會帶來軟件的計算量大幅增加及成本增 加的問題，更重要的是傳感器的安裝會對輸電導(dǎo)線舞動的數(shù)學(xué)模型造成較大影響，嚴(yán)重的 甚至?xí)斐赡Ｐ褪д?。基于光流原理輸電線舞動監(jiān)測技術(shù)，其精度較高但是算法較為復(fù)雜， 造成計算量大，現(xiàn)有計算設(shè)備難度以滿足實(shí)時性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法，解決現(xiàn)有技術(shù) 中存在的不能準(zhǔn)確實(shí)時監(jiān)測導(dǎo)線舞動的問題。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法，具體 按照以下步驟實(shí)施：
[0006] 步驟1、通過安裝在輸電鐵塔上的云臺攝像機(jī)采集輸電線路視頻圖像信號，然后通 過3G傳輸通道以視頻流的方式實(shí)時在線傳送回監(jiān)控中心；
[0007] 步驟2、在監(jiān)控中心，實(shí)時的截取步驟1中從視頻流中傳輸過來的數(shù)字圖像，得到 目標(biāo)圖像；
[0008] 步驟3、對步驟2中得到的目標(biāo)圖像進(jìn)行預(yù)處理獲得高質(zhì)圖像；
[0009] 步驟4、對步驟3中獲得的高質(zhì)圖像采用最大熵閾值分割進(jìn)行R0I提取，得到目標(biāo) 間隔棒圖像所在區(qū)域；
[0010] 步驟5、提取步驟4中得到的目標(biāo)間隔棒圖像所在區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)間隔棒圖像的邊 界輪廓，并進(jìn)行輪廓跟蹤與補(bǔ)償；
[0011] 步驟6、將舞動前間隔棒模板圖與當(dāng)前間隔棒模板圖進(jìn)行匹配，得出差值圖形，計 算舞動前后間隔棒的扭轉(zhuǎn)方向角 9，如果扭轉(zhuǎn)方向角0大于安全閾值，則報警，同時轉(zhuǎn)到 步驟3;如果扭轉(zhuǎn)方向角0不大于安全閾值，則轉(zhuǎn)到步驟3。
[0012] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0013] 步驟5中提取目標(biāo)間隔棒圖像的邊界輪廓采用小波邊緣檢測方法。
[0014] 步驟5中對目標(biāo)間隔棒圖像的邊界輪廓進(jìn)行輪廓跟蹤與補(bǔ)償具體為：
[0015] 步驟5. 1、搜索提取到的目標(biāo)間隔棒圖像的邊界輪廓中的所有邊緣點(diǎn)，將搜索得到 的第一點(diǎn)P作為跟蹤的起點(diǎn)，并記下P點(diǎn)的空間位置；
[0016] 步驟5. 2、對目標(biāo)間隔棒圖像的邊界輪廓以順時針為跟蹤路線方向，對P點(diǎn)的8領(lǐng) 域進(jìn)行搜索，
[0017] 情況一、如果在8領(lǐng)域找到?jīng)]有標(biāo)記的邊緣點(diǎn)，則找出的所有沒有標(biāo)記的邊緣點(diǎn) 作為待選點(diǎn)；找出所有待選點(diǎn)中角度與P點(diǎn)角度最接近的點(diǎn)作為新的P點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行步驟 5. 2直至邊緣跟蹤補(bǔ)償結(jié)束；
[0018] 情況二、如果在8領(lǐng)域找不到?jīng)]有標(biāo)記的邊緣點(diǎn)，則判斷與邊緣走向垂直的方向 是否有局部峰值，如果有，設(shè)為新的P點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行步驟5. 2直至邊緣跟蹤補(bǔ)償結(jié)束。
[0019] 步驟6中計算舞動前后間隔棒的扭轉(zhuǎn)方向角0，具體為：
[0020] 間隔棒舞動前后，有其中一條邊m是重合的，與m邊相鄰的其中一條邊n的長度為 a，邊m與邊n的交點(diǎn)為AO^，q)，B(r 2, c2)是邊n的另一個端點(diǎn)，間隔棒舞動后，以AO^，q) 為不動點(diǎn)邊n傾斜為邊n '，邊n '的另一端點(diǎn)為C(r3, c3)，點(diǎn)B(r2, c2)與點(diǎn)C(r3, c3)之 間的距離為b，邊n與邊n'的夾角即為舞動前后間隔棒的扭轉(zhuǎn)方向角0，
[0021] 貝 1J，
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：
[0027] ①本發(fā)明一種基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法，不需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模 型，只需通過圖像處理以及簡單的計算就能精確的得到輸電線舞動扭轉(zhuǎn)角大小判定輸電線 的舞動情況，過程簡便且結(jié)果精確；
[0028] ②本發(fā)明一種基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法，所用到的設(shè)備較少，結(jié)構(gòu) 簡單，成本低廉，可充分利用電網(wǎng)現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過圖像處理技術(shù)以及無線傳輸技 術(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對遠(yuǎn)程實(shí)時數(shù)據(jù)處理并對電力網(wǎng)絡(luò)的舞動狀況進(jìn)行全局的監(jiān)控；
[0029] ③本發(fā)明一種基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法，可以實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)程的監(jiān)控中 心通過程序來集中處理圖像以及進(jìn)行相關(guān)的計算，以獲得整個電網(wǎng)內(nèi)舞動扭轉(zhuǎn)角的全局?jǐn)?shù) 據(jù)，因此有利于實(shí)現(xiàn)自動化的安全監(jiān)控與預(yù)警。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法的流程圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法中間隔棒圖像；
[0032] 圖3是本發(fā)明基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法中灰度平面圖；
[0033] 圖4是本發(fā)明基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法中間隔棒舞動前、后輪廓圖 及匹配圖；
[0034] 圖5是本發(fā)明基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法中間隔棒舞動前后構(gòu)造的 三角形。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036] 本發(fā)明以四分裂導(dǎo)線為例。
[0037] 本發(fā)明一種基于間隔棒識別的導(dǎo)線舞動的監(jiān)測方法，具體按照以下步驟實(shí)施，流 程圖如圖1所不：
[0038] 步驟1、通過安裝在輸電鐵塔上的云臺攝像機(jī)采集輸電線路視頻圖像信號，然后通 過3G傳輸通道以視頻流的方式實(shí)時在線傳送回監(jiān)控中心，現(xiàn)場圖像如圖2所示；
[0039] 步驟2、在監(jiān)控中心，實(shí)時的截取步驟1中從視頻流中傳輸過來的數(shù)字圖像，得到 目標(biāo)圖像；
[0040] 步驟3、對步驟2中得到的目標(biāo)圖像進(jìn)行預(yù)處理獲得高質(zhì)圖像；
[0041] 對目標(biāo)圖像進(jìn)行預(yù)處理包括：首先對獲取的四分裂導(dǎo)線圖像進(jìn)行灰度化處理，排 除復(fù)雜環(huán)境下不同顏色對后續(xù)處理過程的影響，可減少后續(xù)計算量；然后平滑去噪增強(qiáng)圖 像：由于圖像在拍攝提取及傳輸過程中會帶入噪聲，基于圖像特征，采用中值濾波法，選取 窗口大小為8的模板以z字形在圖像中平移濾波去噪，增強(qiáng)圖像質(zhì)量。
[0042] 步驟4、對步驟3中獲得的高質(zhì)圖像采用最大熵閾值分割進(jìn)行R0I提取，具體為：
[0043] 1)高