[发明专利]一种基于同心圆检测的导线舞动监测方法

说明书

本发明公开了一种基于同心圆检测的导线舞动监测方法，其步骤包括将同心圆形态物固定在输电导线上，摄像机实时采集含有同心圆形态物的视频图像，通过识别图像中同心圆进而计算同心圆形态物的中心坐标；通过记录中心坐标变化可以得到导线舞动的轨迹，进一步计算出导线舞动的最大幅度和舞动的主频率，以达到实时动态监测导线舞动情况的效果。

技术领域

本发明方法属于输电导线上的目标检测领域，具体的说是一种基于同心圆检测的导线舞动监测方法，从而得到输电导线舞动情况。

背景技术

输电线路导线舞动是危害输电线路安全稳定运行的一种严重灾害，舞动是导线发生偏心覆冰，在风激励下产生的一种低频、大幅自激振动，舞动会造成跳闸、金具及绝缘子损坏、导线断股断线、杆塔螺栓松动脱落、塔材损伤、基础受损，甚至倒塔等严重事故，严重威胁到电网的安全运行。

现有的舞动监测方法主要是基于无线传感技术构建的环境监测传感网络，多存在高功耗以及运行复杂等缺点，导致其需要电池或者直流电源供电。这不仅提高了成本，而且受电池使用寿命的限制，也不适合于长期的环境监测。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中存在的不足之处，提供了一种基于同心圆检测的导线舞动监测方法，以期能自动监测输电导线的舞动情况，从而保证监测的准确性和有效性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明一种基于同心圆检测的导线舞动监测方法的特点是包括以下步骤：

步骤1、将同心圆形态物固定在输电导线上；

步骤2、在电力铁塔或塔基上安装摄像机，用于获取含有所述同心圆形态物的视频图像集合记为T＝{T₁,T₂,…,T_i,…T_N}，T_i表示第i帧图像；i∈[1,N]，N表示总的图像帧数；

步骤3、对含有同心圆形态物的视频图像集合进行处理，检测目标同心圆，并计算其中心坐标；

步骤3.1、初始化i＝1；

步骤3.2、将第i帧图像T_i从RGB色度图转化成第i帧GRAY灰度图；

步骤3.3、对第i帧GRAY灰度图进行中值滤波处理，得到去噪后的第i帧灰度图；

步骤3.4、对去噪后的第i帧灰度图进行二值化处理，得到第i帧二进制图像T_i′；

步骤3.5、利用图形扩张修复算法修复图像缺损；

定义模板E为带参考点的正方形或圆形；将模板E与所述第i帧二进制图像T_i′进行卷积处理，计算所述模板E在第i帧二进制图像T_i′中覆盖区域的像素点最大值，并将所述像素点最大值赋值给参考点在第i帧二进制图像T_i′上所覆盖的像素，从而得到修复后的第i帧二进制图像T_i″；

步骤3.6、定义第i帧图像T_i中最终检测到的目标同心圆个数为m_i，并初始化m_i＝0；

步骤3.7、提取修复后的第i帧二进制图像T_i″中的轮廓点，并形成n个闭合区域，每一个闭合区域称为一个连通域，所有连通域记为第i个连通域集合表示第i帧二进制图像T_i″中的第r个连通域；

步骤3.7.1、初始化r＝1；

步骤3.7.2、绘制第r个连通域的最小外接矩形

步骤3.7.3、根据式(1)计算第r个连通域在其最小外接矩形中的填充率