[发明专利]一种基于单目视觉的输电导线舞动监测方法及装置

权利要求书

1.一种基于单目视觉的输电导线舞动监测方法，其特征在于，所述方法包括：

基于风速超过预设阈值或基于预设时间间隔，控制安装在输电铁塔上的监拍设备录制输电导线场景视频图像；

在所述输电导线场景视频图像中的第一帧图像中，提取输电导线的位置信息并进行聚类分组，具体包括：

对所述输电导线场景视频中的第一帧图像进行边缘检测得到边缘图像，通过Hough变换检测所述边缘图像中的直线位置，从而检测到场景视频图像的第一帧图像中的输电导线位置信息；

根据两条输电导线的斜率和截距确定两条输电导线之间的距离，从而得到每两条输电导线之间的初始距离矩阵D(0)；选取所述初始距离矩阵D(0)中的非对角线元素中的最小值，记为d_pq，将所述非对角线元素中的最小值d_pq对应的两条输电导线G_p和G_q合成一个新的导线类G_r＝{G_p，G_q}；

确定导线类G_r与除导线G_p和G_q之外的其他k根输电导线的距离，从而得到第一距离矩阵D(1)；将所述第一距离矩阵D(1)中的最小元素对应的输电导线加入所述导线类G_r中，循环计算所述导线类G_r与其他输电导线的距离矩阵，得到第z距离矩阵D(z)，直到矩阵D(z)中的最小元素大于预设阈值时停止循环；

将所述停止循环后得到的导线类G_r中的输电导线分为一组，并将已分类的导线去除之后，再对其他导线重新进行聚类，直到所有导线都分完组为止；

确定所述第一帧图像中每组输电导线上各间隔棒的位置信息；根据所述各间隔棒的像素位置信息，获取所述场景视频图像中除第一帧图像之外的每一帧图像中各间隔棒的跟踪像素位置信息；

根据所述场景视频图像的每一帧图像中，每个间隔棒的跟踪像素位置信息随时间的变化情况，确定所述输电导线的舞动幅度以及舞动频率。

2.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的输电导线舞动监测方法，其特征在于，在所述输电导线场景视频图像中的第一帧图像中，提取输电导线的位置信息并进行聚类分组之前，所述方法还包括：

识别所述输电导线场景视频图像中的第一帧图像，得到天空区域与地面区域之间的天际线；通过Hough变换直线拟合算法，将所述天际线拟合为直线；

通过θ＝arctan(abs(k₁))得出天际线的倾斜角度，其中k₁为天际线拟合直线的斜率；所述天际线的倾斜角度θ为所述安装在输电铁塔上的监拍设备的安装倾斜角度，θ的取值范围为[0,45]。

3.根据权利要求2所述的一种基于单目视觉的输电导线舞动监测方法，其特征在于，所述根据所述场景视频图像的每一帧图像中，每个间隔棒的跟踪结果位置随时间的变化情况，确定所述输电导线的舞动幅度，具体包括：

根据Scale_n＝A_n/a_n得到所述场景视频中每个间隔棒上像素点的像素尺寸与像素点对应的实际物理尺寸的比例尺关系；其中，A_n表示间隔棒的物理尺寸，a_n表示间隔棒的像素尺寸，n表示输电导线上第n个间隔棒；

根据AptitudePixel_n＝Scale_n*abs(Y₁-Y₂)得到所述输电导线上每个间隔棒的实际舞动幅度；其中，Y₁为第n个间隔棒在每一帧图像中的跟踪像素位置信息中的最大值，Y₂为所述第n个间隔棒在每一帧图像中的跟踪像素位置信息中的最小值；

将输电导线上若干间隔棒的实际舞动幅度中的最大值Apt＝max(AptitudePixel_n)，作为当前场景视频中输电导线的实际舞动幅度；

根据所述天际线的倾斜角度θ，纠正所述当前场景视频中输电导线的舞动幅度为Apt_opt＝Apt/cosθ。