[发明专利]一种基于边缘距离的导线断股检测方法

权利要求书

1.一种基于边缘距离的导线断股检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，通过无人机上安装的图像采集设备顺应太阳光照射方向获取输电线路导线的俯拍视频图像I₁；提取获取的输电导线俯拍视频图像I₁的三通道图像R、G、B，再计算归一化的改进色差灰度化图像I₂；

步骤2，利用OTSU算法对I₂做阈值分割获取图像二值图I₃，然后经过一次空洞填充消除背景中的亮噪点，得到图像I₄；对图像I₄取反得到图像I₅后进行第二次空洞填充消除导线内部存在的暗噪点，得到图像I₆，对图像I₆取反即可得到准确的导线图像I₇；

步骤3，通过对导线图像I₇的列元素做差分运算得到导线边缘图像I₈，在导线边缘图像I₈的基础上对其像素值进行补充判断得到图像I₉，将边界值作差，获取导线宽度数组wid1，通过wid1获得wid1_max、wid1_min和上方的故障判断元素a₁、b₁及c₁，将图像I₉旋转180°，获取下方的故障判断元素a₂、b₂及c₂，根据a₁和a₂的取值分成四种情形，分析检测过程，判断是否存在故障并对有故障导线进行故障定位；

步骤3具体按照如下步骤实施：

步骤3.1，差分获取导线边缘

对导线图像I₇的列元素做差分运算得到导线边缘图像I₈，具体运算如下：

I₈(i,j+1)＝I₇(i,j+1)-I₇(i,j) (3-1)

其中i＝1，2，3，...，m；j＝1，2，3，...，n-1；

步骤3.2，宽度检测

取图像中纵坐标中前两条边缘，并用大值减小值，即导线的下边界与上边界纵坐标的差值，获得宽度值，用一个1行n列的数组wid1记录；

步骤3.3，故障判断元素获取

此时数组包含的宽度存在两种，即股线宽度和导线整体宽度，搜索数组的最大值wid1_max和最小值wid1_min，获取断股检测阈值和定位元素：

对I₉旋转180°得到I₁₀，重复步骤3.2以及步骤3.3搜索数组的最大值和最小值，断股检测阈值和定位元素的获取过程，得到wid2，wid2_max，wid2_min，a₂，b₂，c₂；

步骤3.4，故障位置的定位

检测结果存在四种情况，具体判断如下：

公式(3-6)中四种情况的故障定位处理方法具体如下：

1)若a₁＜3且a₂＜3，导线完好，无需进行后续处理；

2)若3≤a₁且a₂＜3，导线上方存在导线故障，故障位置定位方法如下：

判断完毕后，将不存在故障的纵坐标对应导线图像I₇的列对应的像素值都置0；得到仅包含故障的导线区域的图像I₁₁，确定该区域的最小外接矩形，并在俯拍视频图像I₁中框选并在图中标注故障说明；

3)若a₁＜3且3≤a₂，导线下方存在导线故障，故障位置定位方法如下：

判断完毕后，将不存在故障的纵坐标对应导线图像I₇的列对应的像素值都置0；得到仅包含故障的导线区域的图像I₁₂，确定该区域的最小外接矩形，对I₁₂旋转180°，获取旋转后的最小外接矩形，并在俯拍视频图像I₁中框选并在图中标注故障说明；

4)若3≤a₁且3≤a₂，则导线的上方和下方均存在导线故障；上下的导线故障定位方法如式(3-7)、(3-8)，上下方的最小外接矩形的确定也分别同2)和3)。