[发明专利]一种用于接地网维护的快速成像方法

权利要求书

1.一种用于接地网维护的快速成像方法，其特征在于，

通过变电站接地网设计图纸的自动识别技术，分别对接地网的支路与节点进行自动编号，建立接地网的物理模型；所述的物理模型输入现场的测量数据快速产生腐蚀诊断图像，用于指导接地网的维护工作；

所述变电站接地网设计图纸的自动识别技术如下：录入变电站接地网设计图纸的JPEG照片或PDF扫描件，确定图纸采用的标识规则，通过图像预处理与向量化算法提取接地网的拓扑结构；

所述的向量化算法提取接地网的拓扑结构，包含如下步骤：

步骤一，手动设定接地网图纸采用的接地导体标识类型，采用实心单直线、虚线、点横线或点线；

步骤二，确定接地网导体支路位置：采用线条跟踪算法，对步骤一选取的线性进行全图跟踪，记录所有特征点的坐标，根据特征点邻近的8个邻近区间是否存在追踪的线条，将特征点分为四类：若8个邻近只有一个区间有目标线条，即S8(P)＝1，则该特征点类型为端点；若S8(P)＝2，则该特征点类型为连接点；若S8(P)＝3，则该特征点类型为分支点；若S8(P)＝4，则该特征点类型为交叉点；

步骤三，后处理生成接地网拓扑结构，后处理过程依次包括：

若两条线段所在直线夹角小于10°，需考虑近点合并：记两条线段长度分别为L1和L2，二者相距最近的端点之间的距离为D，当L1与L2的和同L1、L2和D三者之和的比值大于0.95时，合并这两条线段；

角度矫正：如果线段方向与图像长或宽方向的夹角θ小于等于15°，则将其调整为与图像长或宽方向平行，长度调整为L’＝Lcosθ，L为原始线段的长度，并保持调整前后线段中点位置不变；

线段延长：求近点合并处理与角度矫正后线段的平均长度L”，并将所有线段向两端分别延长0.1L”的长度；

单线裁剪：删除所有的端点类特征点及其所连接的线段。

2.根据权利要求1所述的用于接地网维护的快速成像方法，其特征在于，快速产生腐蚀诊断图像包含如下步骤：

步骤一，上传多通道接地阻抗的测量数据，调用相关算法计算各支路阻抗放大倍数；

步骤二，生成接地网主网的三维模型，各导体的长度与厚度按照实际情况等比例缩小；

步骤三，根据各支路阻抗放大倍数A填充各支路的颜色。

3.根据权利要求2所述的用于接地网维护的快速成像方法，其特征在于，填充各支路的颜色方案包括彩虹式和诊断式；

彩虹式：根据当前接地网模型的诊断结果确定色标范围，使用彩虹风格的标示方法确定各支路的颜色，并附有色标条；

诊断式：按照阈值法对各支路的腐蚀情况进行分类，不同类别用不同的色彩风格标示，并附有图例说明。

4.根据权利要求3所述的用于接地网维护的快速成像方法，其特征在于，所述阈值默认设置为：

1)若1A≤5，诊断为“基本正常”；

2)若5A≤10，诊断为“轻微腐蚀”；

3)若10A≤20，诊断为“腐蚀较为严重，待进一步考察”；

4)若20A，诊断为“严重腐蚀或者断裂”。

5.根据权利要求1所述的用于接地网维护的快速成像方法，其特征在于，所述的图像预处理包含如下步骤：

步骤一，图像去噪声：采用二维DB4方法的多分辨分析方式进行图像去噪方法，图像进行四层分解，滤波参数采用混合形式的硬阈值方法，避免滤除图中正常的圆点；

步骤二，图像二值化：对于灰度形式保存的扫描件图片直接进行图像二值化处理；对于RGB形式保存的扫描件图片或相机拍摄照片，先转为灰度图像，再将灰度图像转换为黑白二值图像，图像二值化阈值t的选取采用最大类间方差法。

6.根据权利要求5所述的用于接地网维护的快速成像方法，其特征在于，所述的最大类间方差法的阈值计算方法，包括如下四个步骤：

步骤一，将输入图像的像素灰度值平局分为64个灰度级，记为l＝0,1,2……63，并统计各个灰度级的像素点个数N_l，则各个灰度级点的概率P_l记为：

P_l＝N_l/N，

式中，N为所有像素点总数；

步骤二，计算亮区和暗区的占图像面积的比值P_light和P_dark：

P_light＝ΣP_l,lt，

P_dark＝1-P_light，

步骤三，计算亮区和暗区的的灰度均值：

σ＝P_light×P_dark×(u_dark-u_light)²，

步骤四，依次取阈值t＝0,1,2……63，分别计算间类方差σ(t)：

σ＝P_light×P_dark×(u_dark-u_light)²，

取σ最大时t的取值为图像二值化阈值。