[发明专利]一种基于视觉的输电线路杆塔在线识别和倾斜检测方法

权利要求书

1.一种基于视觉的输电线路杆塔在线识别和倾斜检测方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：对无人机航拍图片进行角度校正，得到角度校正后的无人机航拍图片；

步骤二：对获取的图像进行预处理并利用LSD(Line Segment Detector)算法提取线段特征；

步骤三：将步骤二得到的图片的线段特征进行过滤，得到滤除倾斜度小于预设阈值的线段，并将过滤后的满足预设线段融合标准的断续线段融合；

步骤四：根据最外侧塔脚特征寻找杆塔最外侧塔脚线段，并根据塔脚在杆塔中的位置进行杆塔区域的识别与定位；所述最外侧塔脚特征指杆塔最外侧塔脚线段满足相应的两个约束条件；

所述两个约束条件为：

约束条件一、如果得到的四条线段中只有斜率为正或斜率为负的图像则认为图像中没有杆塔；

约束条件二、将得到的四条线段按照斜率为正和斜率为负进行分组，两组线段相互比较；若第一条线段和第二条线段的中点距离小于两条线中最长的线段的长度并且两条线段角度的绝对值的差小于预设角度，则认为是杆塔的两条外轮廓线；若找不到所述两条线则同样认为图片中不存在杆塔；

步骤五：在得到步骤四的杆塔最外侧塔脚线段后，计算两条杆塔最外侧塔脚线段的中线与垂直方向的夹角，所述夹角即为计算的该方向杆塔的倾斜度，在杆塔周围的四个方向分别计算杆塔的倾斜度实现杆塔的倾斜检测。

2.如权利要求1所述的一种基于视觉的输电线路杆塔在线识别和倾斜检测方法，其特征在于：步骤一实现方法为，

电力巡检无人机在进行电力巡检时搭载有高清摄像机和倾角传感器；无人机拍摄过程中由于无人机并未处于悬停状态或由于相机抖动致使拍摄的图片与水平方向存在偏差，所述偏差对后续杆塔的识别和倾斜检测造成不利影响；

因此需将无人机的航拍图片进行角度矫正，将获取到的当前图片的无人机倾角传感器的参数同时作为输入，计算无人机拍摄时相机水平方向的倾角；将无人机拍摄图片反方向旋转相同角度，得到角度校正后的无人机航拍图片。

3.如权利要求2所述的一种基于视觉的输电线路杆塔在线识别和倾斜检测方法，其特征在于：步骤二实现方法为，

将采集的图像进行灰度化处理，为避免LSD线段检测算法提取得到的线段不完整，因此将灰度化后的图像进行灰度增强；之后利用LSD直线检测算法进行线段提取，得到图片的线段特征。

4.如权利要求3所述的一种基于视觉的输电线路杆塔在线识别和倾斜检测方法，其特征在于：步骤三实现方法为，

为了得到识别杆塔区域，需要识别出杆塔的两条塔脚外边线，因此首先过滤除倾斜度小于预设阈值的线段，所述倾斜度小于预设阈值的线段包括输电线、房顶轮廓线；并将过滤后的满足预设线段融合标准的断续线段融合；

步骤三中将过滤后的满足预设线段融合标准的断续线段融合实现方法为：首先根据过滤后线段的倾斜度将线段分组，分组数量为n，每组线段根据相邻两条线段的自身长度和距离以及两线段之间的相差角度来判断是否进行融合，将两线段中点距离和两线段角度差均小于相应阈值的线段进行融合，即

定义一条线段长度同组的另一条线段长度为两线段中点距离:

两线段倾斜角分别为设定倾斜角阈值为β；

则如果l_i,j≤4max(l_i,l_j)且则将i,j两条线段融合为一条线段，否则仍然保留为两条线段。