[发明专利]一种输电线路上的防震锤缺失检测方法

权利要求书

1.一种输电线路上的防震锤缺失检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使用无人机巡检采集包含防震锤的航拍图像；

2)采用类Haar特征与AdaBoost分类器检测并定位出航拍图像中的防震锤，得到航拍图像中的防震锤区域；

3)对图像中的防震锤区域进行霍夫直线检测，检测图像中所有的直线，并计算所有直线与横坐标轴的夹角平均值，根据直线的夹角平均值对防震锤区域进行水平校正；

4)对校正后的图像二值化，得到防震锤的二值图像；

5)对二值图像进行垂直方向上的投影；

6)根据防震锤的垂直投影图像中两端重锤部分到线夹之间的距离差距，判断防震锤是否缺失。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路上的防震锤缺失检测方法，其特征在于，在所述步骤2)中，采用类Haar特征与AdaBoost分类器检测并定位出航拍图像中的防震锤，得到航拍图像中的防震锤区域，具体步骤为：

训练过程：利用防震锤训练正样本与负样本计算积分图，其中防震锤训练正样本中包含部分缺失的防震锤，以免缺失的防震锤在检测中直接被漏检，基于积分图提取防震锤的扩展类Haar特征，然后利用AdaBoost算法选取关键的具有较强分类特性的特征，产生一系列弱分类器以构成强分类器，最后通过级联的方式将强分类器组成级联AdaBoost分类器；

识别与分割过程：识别与分割过程是提取测试样本的类Haar特征，利用训练过程中得到的级联AdaBoost分类器进行防震锤的分类识别，并在原图中标记出识别出的防震锤所在位置，并利用灰度阈值分割法将检测到的防震锤分割出，分割出来的防震锤图片用src_cut表示，方便后文对其进行缺失分析。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路上的防震锤缺失检测方法，其特征在于，在所述步骤3)中，对图像中的防震锤区域进行霍夫直线检测，检测图像中所有的直线，并计算所有直线与横坐标轴的夹角平均值，根据直线的夹角平均值对防震锤区域进行水平校正，具体步骤为：

直线检测：使用canny算法对防震锤图像进行边缘检测，得到边缘图像，再将边缘图像灰度化获取灰度图src_gray，由于防震锤悬挂在高压线上，所以直线检测能检测出航拍图像中的高压线，根据高压线的角度对整个图片进行旋转可达到校正的效果，因此使用霍夫直线检测的方法检测出图像中的所有直线并标注，并统计所有直线的角度θ₁，θ₂，θ₃…θ_n，求出所有直线与横坐标轴的夹角平均值avg_angle，avg_angle的计算公式为：

水平校正：水平校正的主要任务就是根据防震锤的倾斜角度，利用仿射变换矩阵将倾斜的防震锤投影到新的平面上，使得防震锤在新的平面上是水平分布的，即防震锤上的导线是水平分布的，具体操作步骤如下：

a.以原图像的中点为旋转中心，并根据平均倾斜角度avg_angle计算图像二维旋转的仿射变换矩阵，仿射变换矩阵公式如下：

其中α＝scale*cos(angle)，β＝scale*sin(angle)，angle表示图像的旋转角度，(center.x，center.y)表示旋转中心，scale为缩放因子，取angle＝avg_angle；

b.图像旋转矫正，可以用如下公式描述图像旋转矫正过程：

其中是校正后的二维图像矩阵表达式，R是仿射变换矩阵，是原图像的二维矩阵表达式；

由于图像旋转之后在新的画布下填充其他颜色，会对图像的二值化产生影响，因此使用图像边界色填充画布，得到水平校正图像src_recified，src_recified的背景与原图背景一致。

4.根据权利要求1所述的一种输电线路上的防震锤缺失检测方法，其特征在于，在所述步骤4)中，对校正后的图像二值化，得到防震锤的二值图像，具体步骤为：

采用ostu算法对矫正后的图像src_recified进行二值化处理，得到背景为白色，防震锤区域为黑色的二值图像src_binary。