[发明专利]一种基于线状目标的高压输电线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理、模式识别和自动目标识别技术，具体的说就是利用图像处理技术检测和识别高压输电线，属于线状目标识别领域。

背景技术

电力线路的完好是传送电能，保障安全用电的前提，所以保证电力线路的完好是一项非常重要任务，电力线路巡检工作尤为必要。传统的电力线路巡检流程是工作人员亲自到现场巡视线路。因此，巡检受过多人为因素的影响，在危险地段会危及到巡线工人的生命安危，并且人工录入数据量大、数据手工录入过程中容易出错。无人机，是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。在无人机前端安装具有稳定能力的摄像机云台，无人机首先飞行到高压线路的侧方或侧上方，启动机载视觉系统后，利用摄像机获得场景的视频信息，之后应用图像识别技术和数据融合技术对线路及设备缺陷进行自动检测与分析。无人机巡线检测提高了检测精度和效率，实现对线路设备的缺陷的自动辅助检测诊断和评估。

目前，线状目标识别方法大体可以分为基于边缘特征的线状检测方法和基于区域的线状检测方法两类。

基于边缘特征的线状检测的研究现状：在基于图像边缘的线状目标识别方法中，如对机场跑道识别中，杨顺辽等基于数学形态学预处理，用改进和扩充的Freeman链码法初步提取直线，然后用Hough变换提取边缘直线，实现图像中机场跑道的自动识别（杨顺辽,卢凌等.SAR图像中机场跑道的自动识别研究.武汉理工大学学报.2003,30(1):56-59）。罗军等通过Sobel算子的边缘提取、细化和跟踪，然后进行直线拟合与修正，然后提取满足跑道条件的直线对（罗军,杨卫平等.红外图像中机场跑道的自动目标识别.红外技术.2003,25(3):13-17）。舒海燕等在识别机场跑道也是先通过Sobel算子进行边缘提取、细化后进行一系列的曲线搜索、连接，直线搜索、判断、合并、连接和平行直线对的获取之后进行判断识别（舒海燕.图像目标识别技术的研究与应用.西安:西北工业大学.2002）。

基于参数空间转换的机场跑道识别的方法中，Finch等通过将检测Hough变换空间内同一角度、一定距离内的幅值，来检测机场跑道路灯序列对应的直线，由此识别机场跑道（I Finch,A.Antonacopoulos.Identification of airfield runways insynthetic aperture radar images.Proceedings of the 14th International Conference onPattern Recognition(ICPR’98).1998,vol.2,1633-1636）。刘广智等提出了基于Hough变换的前视机场跑道识别算法（刘广智,李建勋等.基于改进Hough变换的前视机场跑道识别方法.计算机工程.2004:143-145）。该算法利用直线边缘特有的灰度方向和直线方向相一致的特点改进了基于二值化边缘点的传统Hough变换方法，实现了复杂背景下的机场跑道识别。鲍复民提出了一种合成孔径雷达图像中机场跑道的自动识别方法（鲍复民,李爱国等.合成孔径雷达图像中机场跑道的自动识别.西安交通大学学报.2004:1243-1246）。通过对原始图像中提取的图像轮廓进行Radon变换，保留最大的几个Radon变换系数，然后进行Radon逆变换过滤掉大部分干扰线条，仅保留图像中的主要直线条，最后利用直线模板滤除残余干扰线条，并根据阈值检测出机场跑道。

基于区域特征的线状检测的研究现状：基于边缘特征的检测方法只利用了像素的灰度信息，而没有考虑图像中其他信息，故具有一定的局限性。而基于区域特征的目标检测方法不仅考虑到像素的灰度信息，而且还包括图像的二阶统计特性、累积测量、分形特征、灰度变化连续性等特征。

基于区域分割进行线状目标识别的方法主要应用于桥梁、道路等在图像中体现出了较强的区域信息的目标。国内许多研究机构采用这一方法作为线状目标识别的方法。在孙琪的文章中介绍了一种在红外图像中提取出桥梁的方法（孙琪,曹治国等.基于框架红外桥梁目标识别.华中科技大学学报.Vol.29,No.4,Apr.2001）。在他的方法中假定桥梁的宽度只有2-3个像素宽，并采用了一种七阶的模板将桥梁区域从背景图像中提取出来。选用模板提取桥梁区域的方法很巧妙，但是这种方法对桥面的宽度有比较严格的限制。不适合推广使用。