[发明专利]一种基于深度水平直方图的绝缘子伞裙精定位方法

说明书

本发明提供了一种基于深度水平直方图的绝缘子伞裙精定位方法，包括一下步骤：图像采集；绝缘子粗定位；绝缘子校正；获取深度水平直方图；获取绝缘子伞裙；对绝缘子伞裙进行分割；结果可视化。本发明通过提取绝缘子深度信息进行背景去除和各级伞裙的定位，具有不受颜色干扰、环境适应性强的优点；通过双目视觉获取的深度图进行处理，可在不同倾角、不同距离下，对不同颜色绝缘子实现距离测量、伞裙直径测量、各级伞裙间距测量功能，其结果可指导机器人进行绝缘子清扫作业，更具有实际价值。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于深度水平直方图的绝缘子伞裙精定位方法。

背景技术

现有的绝缘子识别定位方法主要包括以下三类：

(1)基于颜色和形状特征的绝缘子定位方法。该方法通过提取绝缘子伞裙的颜色和曲线特征，进行绝缘子识别。其存在很多需要人为调节的参数，对于不同形状、不同尺寸，跨背景的绝缘子对象适应性较差。

(2)基于红外信息绝缘子定位方法。该方法利用红外相机采集绝缘子红外图像，再利用温度阈值和形态处理来完成单绝缘子伞裙定位的方法。由于红外图像的低分辨率特点和各种温度阈值，该方法具有精度低和鲁棒性差的不足。

(3)基于神经网络模型的绝缘子定位方法。该方法通过采集大量绝缘子样本，进行模型训练完成绝缘子定位。该方法存在模型复杂，需要大量训练集、且无法实现空间定位的不足。

综上，针对绝缘子背景复杂，绝缘子表面纹理特征少，导致传统绝缘子定位方法鲁棒性差，精度低、难以实现绝缘子各级伞裙精确定位的问题。

发明内容

有鉴于此，针对以上技术问题，本发明提出了一种基于深度水平直方图的绝缘子伞裙精定位方法，并有望将该方法应用于带电检修机器人领域中。

本发明提出的一种基于深度水平直方图的绝缘子伞裙精定位方法，具体包括以下步骤：

S101：图像采集：利用主动双目相机，采集绝缘子RGB-D图像；

S102：绝缘子粗定位：利用距离先验信息，对绝缘子RGB-D图像进行预处理，得到去除背景后的绝缘子图像，完成绝缘子图像粗定位；

S103：绝缘子校正：提取去除背景后的绝缘子图像的轮廓信息，并对绝缘子中轴进行定位，将图像围绕中轴进行旋转，得到校正后的绝缘子深度图；

S104：获取深度水平直方图：对校正后的绝缘子深度图进行水平积分，并依次通过中值滤波和腐蚀处理，得到绝缘子深度水平直方图；

S105：获取绝缘子伞裙：对所述绝缘子深度水平直方图进行梯度检测，完成绝缘子波峰波谷定位，得到绝缘子伞裙；

S106：对绝缘子伞裙进行分割，得到各级伞裙“左”、“中”、“右”关键点的精确空间定位；

S107：结果可视化：根据各级伞裙“左”、“中”、“右”关键点计算伞裙直径和间距，并将结果对齐至绝缘子RGB-D图像，得到伞裙定位可视化结果。

进一步地，步骤S102中，预处理方法具体为：对绝缘子RGB-D图像进行带通滤波，去除背景。

进一步地，步骤S103中，对绝缘子中轴进行定位，具体为：利用主成分分析法或者最小二乘法对绝缘子中轴进行定位。

进一步地，步骤S104中，对校正后的绝缘子深度图进行水平积分，具体为：先对校正后的绝缘子深度图进行二值化处理，在对二值化图像中，各行的黑色像素进行累加，从而得到初步的绝缘子深度水平直方图。

进一步地，对初步的绝缘子深度水平直方图依次进行中值滤波和腐蚀处理，得到处理后的绝缘子深度水平直方图。

步骤S106中，对绝缘子伞裙进行分割具体步骤如下：