[发明专利]一种绝缘子定位与掉串检测方法

说明书

本发明公开一种绝缘子定位与掉串检测方法，通过获取采集的无人机拍摄图像的二值图像来获得骨架图像，并通过直线检测算法检测骨架图像中的直线段截取多幅疑似绝缘子图像；再根据自相关系数从疑似绝缘子图像中提取绝缘子图像，实现绝缘子定位，同时得到绝缘子伞裙间距和绝缘子主轴方向，获得绝缘子掉串检测结果。本发明能够根据绝缘子串周期性特征和自相关算法抗干扰性强的特点进行绝缘子定位与掉串检测，解决现有绝缘子定位与掉串检测算法的抗干扰性能差的问题，能够有效在复杂的背景环境中准确的检测出绝缘子的掉串情况。

技术领域

本发明属于绝缘子故障检测技术领域，特别是涉及一种绝缘子定位与掉串检测方法。

背景技术

绝缘子应用于架空输电线路中，起着电气绝缘和机械支撑等关键作用。绝缘子所处工作环境恶劣，受冰雪、风暴等自然气候和工作电压与雷电造成的过电压作用的影响，经常出现伞裙破裂和掉串等故障。绝缘子一旦出现故障，极易发生供电中断，进一步导致大面积的停电，不仅给用户带来不便，同时造成巨大的经济损失。因此需对绝缘子进行定期巡检，以及时排除故障绝缘子，确保稳定的电力供应。无人机巡检利用无人机航拍获取待检设备图像，再利用图像处理技术实现设备故障的检测。无人机巡检具有成本低、效率高和安全性高等优势，是未来输电线路主流巡检方式。

目前存在利用图像处理来进行绝缘子定位与故障检测的方法大多利用了绝缘子的纹理特征或形状特征，但这些方法要求绝缘子图像纹理特征或形状特征要求较高，抗干扰性较低，在复杂背景或绝缘子出现掉串等情况下效果不佳。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种绝缘子定位与掉串检测方法，能够进行绝缘子定位与掉串检测，具有较高的抗干扰性能，准确检测出绝缘子的掉串情况。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种绝缘子定位与掉串检测方法，包括步骤：

步骤1：对无人机采集到的绝缘子图像进行灰度化处理，获得灰度图像；

步骤2：对所述灰度图像通过图像分割算法进行分割，获取二值图像；

步骤3：对所述二值图像通过骨架提取算法进行骨架提取，获得骨架图像；并通过直线检测算法检测骨架图像中的直线段，根据所述直线段截取多幅疑似绝缘子图像；

步骤4：对所述的多幅疑似绝缘子图像分别进行二维自相关处理，得到各自的自相关系数；根据所述自相关系数从疑似绝缘子图像中提取绝缘子图像，实现绝缘子定位，同时得到绝缘子伞裙间距和绝缘子主轴方向；

步骤5：根据所述绝缘子伞裙间距和绝缘子主轴方向信息获得绝缘子掉串检测结果。

进一步的是，在所述步骤1中，所述无人机采集到的彩色绝缘子图像转化成灰度图像的方法采用加权平均法进行灰度化处理，获得灰度图像。

进一步的是，在所述步骤2中，所述图像分割算法采用基于单位链接脉冲耦合神经网络。

进一步的是，在所述步骤3中，所述骨架提取算法采用基于模板匹配的骨架提取算法，所述骨架图像的直线检测算法采用霍夫变换算法。

进一步的是，在所述步骤4中，据所述自相关系数从疑似绝缘子图像中提取绝缘子图像，实现绝缘子定位，同时得到绝缘子伞裙间距和绝缘子主轴方向，包括步骤：

步骤41：由所获得的自相关系数构成二维自相关系数矩阵；

步骤42：检测二维自相关系数矩阵的5个峰值，若峰值数目少于5个则该疑似绝缘子图像不是绝缘子图像；

步骤43：根据峰值拟合直线，计算5个峰值点到所拟合直线距离的均方误差；计算相邻两峰值点距离，并计算相邻两峰值点距离的均值和均方误差；