[发明专利]一种基于图像处理的输电线路导线弧垂的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉、电力系统在线监测技术领域，涉及一种输电线路导线弧垂的测量方法，具体涉及一种基于图像处理的输电线路导线弧垂的测量方法。

背景技术

高压线在运行和施工架线中都会碰到观测导线弧垂的问题。弧垂测量对于控制线路的安全运行起到很重要的作用。尤其是新架线路经过一段时间后，导线会有不同程度的下垂，为了安全，很有必要进行弧垂监测，为安全运行提供可靠的数据。常见的弧垂过大，可能在大风时或故障时电动力的作用下，发生大幅度摆动而混线引起短路。同时因下方交叉路及道路、建筑物距离不够而发生事故。弧垂过小时，导线承受应力过大，易发生断线事故。为了为监测架空线上输电线的弧垂的情况，有人通过经纬仪测角法，但是精度较低；适用于地形平坦的中点高度法，要用钢尺丈量距离等很不方便；不等长样板条法和测档内线高法，解析法等，这些方法都是通过一些数学模型，但是在环境复杂的情况下，模型参数是不易测量的。因此，如何简单，可靠，快速的自动监测弧垂的大小是消除该安全隐患的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图像处理的输电线路导线弧垂的测量方法，解决了现有输电线路导线弧垂测量方法精度较低，测量不方便，在环境复杂的情况下模型参数不易获得的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于图像处理的输电线路导线弧垂的测量方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：通过定焦摄像机采集输电线路图像信号，将采集到的输电线路图像信号以视频流的方式实时传送回监控中心，监控中心从视频流中截取要监视的输电线路的数字图像，得到监视目标图像；

步骤2：对步骤1得到的监视目标图像进行预处理；

步骤3：对步骤2得到的预处理后的图像数据进行计算，得到输电线路的弧垂。

本发明的特点还在于，

其中步骤2中的预处理，具体按照以下步骤实施：

a.真彩图像灰度化，设真彩图像的R，G，B三个通道的灰度值分别是red，green，blue，通过如下的公式得到灰度图像的灰度值gray：

gray＝0.299*red+0.587*green+0.114*blue，

b.灰度图像的边缘提取，设A和B分别是U轴和V轴方向的卷积模板；a和b是灰度图像进行与A和B分别卷积的结果，F(u，v)是特定点的灰度值，设A＝[1，2，1；0，0，0；-1，-2，-1]，B＝[1，0，-1；2，0，2；1，0，-1]，则：

a=gray(u,v)⊗A,]]>

b=gray(u,v)⊗B,]]>

F(u，v)＝(|a|+|b|)/4；

c.对边缘提取后的图像，进行锐化处理；

d.双向的中值滤波，创建宽度为一个像素的两个模板，长度是5pixels和3pixels，一个是水平方向的一个是垂直方向的，分别对上一步的图像进行逐像素的卷积，取中值；

e.半视频图像内插，通过对图像的奇数行或者偶数行进行移除，移除之后，使用邻域求平均的办法，用邻域平均值去填充移除行中的各像素的灰度值。

其中步骤c中的锐化处理，具体按照以下步骤实施：

1)高斯平滑函数，设边缘提取后的图像是f(x，y)，平滑滤波脉冲响应是H(x，y)，G(x，y)是高斯平滑后的图像，公式如下：