[发明专利]一种基于图像处理和数学模型的接地电阻软测量方法

权利要求书

1.一种基于图像处理和数学模型的接地电阻软测量方法，其特征在于,包括如下步骤：

(1)通过温湿度传感器搜集接地电阻所在土壤不同位置的温湿度数据，作为原始数据集X0；

(2)将采集的温湿度数值进行降噪预处理和归一化，作为模型基础数据集；

(3)通过图像采集接地电阻所在区域的地表图像，通过OpenCV对图像中水塘、湿地、干地进行边缘、位置、颜色及尺寸提取，作为原始数据集X1；

(4)将同一时间采集的多个角度图像的多个维度结果作为独立数据组，进行降噪预处理和归一化，作为模型基础数据集；

(5)将经过降噪预处理和归一化的温湿度数值和图像地表数据统一分别计算95％的置信区间作为检测模型；

(6)对于待检测的实时数据集按照步骤(1)到步骤(4)的方法进行处理，包括不同位置土壤本身的温湿度值及表面图像数据；

(7)将处理的新数据分别对应到检测模型中，将计算结果进行加权求和，并将求和结果和系统异常指标进行比较，则得到一个关于当前数据故障或者正常的判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理和数学模型的接地电阻软测量方法，其特征在于,步骤(7)后还包括步骤(8)将实时采集的数据集作为历史数据集，通过BP神经网络算法优化检测模型中的参数。

3.根据权利要求2所述的一种基于图像处理和数学模型的接地电阻软测量方法，其特征在于,建模过程包括基于历史数据的模型和待检测的实时数据模型，同时实时数据将不断作为历史数据集丰富到历史数据库中进行优化初始模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理和数学模型的接地电阻软测量方法，其特征在于,步骤(1)中的温湿度数据采集是通过在接地电阻所在土壤的区域内的多个位置部署多个传感器，分别记录距离中心不同坐标处的温湿度值,所有温湿度及对应的坐标位置作为原始数据集X0。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理和数学模型的接地电阻软测量方法，其特征在于,所述的降噪预处理和归一化是指去除过程中噪声影响较大或者搜集有错误的数据，并使得各个过程变量的均值为零，方差为1。

6.根据权利要求1所述的一种基于图像处理和数学模型的接地电阻软测量方法，其特征在于,对水塘、湿地、干地的颜色进行识别的具体方法为：

首先，通过cvtColor方法将普通RGB模型的图像转换到HSV空间；

其次，将HSV模型的图像进行直方图均衡化，通过对图像的非线性拉伸，实现归一化图像亮度的同时增强图像的对比度，区分出图像中的湿地、水塘、干地模块，直方图的映射公式如下，其中，n是图像中像素的总和，n_j是当前灰度级的像素个数，L是图像中的灰度级总数；

然后，分别根据湿地、干地和水塘各自对应的颜色范围区域作为颜色阈值，对图像中的所有元素进行阈值过滤，对于在颜色阈值范围内的元素设为1，否则设为0，则分别获取到了图像中湿地、干地、水塘的HSV图像像素的二值图像；

最后，分别对湿地、干地、水塘的二值图像进行形态学的开操作，用于去除图像中的零星散点和噪声，然后再对图像执行闭操作，用于将相邻的区域进行连通，最终将原始视频的图像帧分别转换为具有整块湿地、干地和水塘的二值图像。