[发明专利]基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法及装置

说明书

本发明公开了基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法，包括以下步骤：红外图像采集装置对输电线路上的绝缘子进行图像采集形成测试图像并传送出去；中央处理单元接收测试图像并进行预处理得到预处理红外图像；获取预处理红外图像的特征区域和特征点；对绝缘子进行定位获取绝缘子区域；对绝缘子进行分割；对零值绝缘子判断，若存在零值绝缘子，则工控机发出报警声音，否则不作响应。本发明还提供一种基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法。本发明对零值绝缘子进行判定，能够准确自动定位绝缘子，从而能够有效提高零值绝缘子检测和判定的准确性。

技术领域

本发明涉及一种输电线路中零值绝缘子自动检测方法及装置，涉及电力系统、模式识别及分类领域。

背景技术

在电力系统中，绝缘子是输电线路中广泛使用的绝缘部件，但在运行过程中，长期受大气污染、电负荷、机械应力等因素的影响而逐渐劣化，最终形成零值绝缘子，若绝缘子串中存在零值绝缘子，极易引发闪络事故，导致电网瘫痪，对线路的绝缘设计及电力系统的安全运行有很大威胁，因而检测绝缘子串中是否存在零值绝缘子具有重要的意义。红外检测技术是依据零值绝缘子与正常绝缘子热成像特征的差异进行检测的，具有可靠、高效、安全等优点，随着计算机视觉技术的发展，利用图像处理技术对绝缘子状态的进行检测，自动识别零值绝缘子，在保障电力系统的安全运行方面具有非常重要的作用。

目前绝缘子有关的红外热成像监测系统都是通过红外图像采集装置采集图像，大多然后通过人工的方式进行故障判断，即使有自动检测判断，也存在准确度不高的缺点，主要是因为零值绝缘子相关识别方法准确性、鲁棒性不够。近期，研究者们提出了一些基于红外图像的零值绝缘子识别方法。文献(“姚建刚，关石磊，陆家政等。相对温度分布特征与人工神经网络相结合的零值绝缘子识别方法[J]，电网技术，2012，36(2):171-175。”)提出了一种相对温度分布特征与人工神经网络相结合的零值绝缘子识别方法，该方法对模拟110kV线路悬式绝缘子的红外运行图像，通过图像去噪、分割，提取绝缘子串区域的相对温度分布特征参数、环境相对湿度、等值附盐密度作为识别模型的输入向量，将实际测定绝缘子串是否含零值、作为输出向量，通过训练得到优化的识别模型，并用于零值绝缘子识别，但该方法处理对象是模拟的红外运行图像，实际图像中的复杂背景会影响绝缘子分割的效果，并最终导致识别率的下降；文献(“夏德分，覃其婷，郑小革等。湿度对红外成像检测零值绝缘子的影响分析[J]，电力科学与技术学报，2015，30(2):55-60。”)以XP-160盘形瓷质绝缘子为试品，分析在不同环境条件和污秽程度下获得的测试图像，研究相对湿度对红外成像检测洁净绝缘子和污秽绝缘子的影响，并建议避免在高温环境下进行红外检测零值，但并未进行零值绝缘子的自动检测；文献(“黄军凯，曾华荣，杨佳鹏。红外热像技术在低零值绝缘子检测中的应用[J]，电瓷避雷器，2013，2:40-44。”)对劣化绝缘子红外热像诊断的判别方法进行了分析探讨，并以瓷质绝缘子为对象，进行绝缘子红外热像诊断的实验室模拟试验及现场实测，但仅分析了不同缺陷工况下的劣化绝缘子串的红外热像特征差异，可为绝缘子的检测提供基础，并未进行绝缘子自动检测；文献(“王爱凤，于金，李唐兵，等。红外热像技术在劣化悬式瓷绝缘子检测中的应用[J]，江西电力，2016，6:49-52。”)利用红外热像技术对悬式瓷绝缘子较易出现的发热缺陷进行了检测，结果表明红外热像技术是检测悬式瓷绝缘子发热缺陷的快速、有效方法，能够及时消除绝缘子缺陷，但该方法依赖于人工判断。

由以上分析可知，目前红外检测技术大多依赖于人工判断，或者即使是通过机器自动判断，也存在着绝缘子定位不准、判断精度不高等问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足之处，提供了基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法及装置，能够准确自动定位绝缘子，从而能有效提高零值绝缘子检测的准确性。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案是：

基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法，包括以下步骤：

红外图像采集装置对输电线路上的绝缘子进行图像采集形成测试图像并传送出去；