[发明专利]用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法、系统及介质

权利要求书

1.一种用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法，其特征在于，包括进行绝缘子伞裙边识别的步骤，详细步骤包括：

1)提取出绝缘子图像中的所有边缘并去除直线线段、留下曲线段；

2)计算所有曲线段的凹凸性，且仅保留只具有凹性和凸性的曲线段；

3)针对每条曲线段，判断曲线段是否是椭圆的一部分，若是则保留该曲线段并记录其对应的椭圆二次曲线坐标，且针对记录椭圆的二次曲线坐标进行去重；

4)运用聚类算法对所有椭圆进行聚类获得绝缘子伞裙边的椭圆；

步骤1)的详细步骤包括：

1.1)将绝缘子图像进行二值化处理并提取其骨架；

1.2)针对提取出来的骨架，通过遍历寻找图像中第一个白色的点，然后从这个点开始向两边延伸寻找相邻的点，且每找到一个点则将其保存而后置黑，当搜索到一个没有相邻点的点时表示该端搜索完成并确定该线段的一端；最终找出骨架中所有的直线线段和曲线段；

1.3)采用Hough直线检测去除已保存的直线线段留下曲线段；

步骤2)的详细步骤包括：

2.1)根据下式计算所有曲线段的凹凸性f(x,y)；

上式中，f(x,y)凹凸性计算结果，(x,y)为边缘线上某一点的横、纵坐标，下标L表示边缘线坐标的左端点，R表示边缘线坐标的右端点；

2.2)针对每一条曲线段的凹凸性f(x,y)，如果凹凸性f(x,y)恒大于零时该曲线段为凸则将其保留，如果凹凸性f(x,y)恒小于零时该曲线段为凹则将其保留，如果凹凸性f(x,y)存在异号结果则判定该曲线段不满足要求并将其删除。

2.根据权利要求1所述用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法，其特征在于，步骤3)的详细步骤包括：

3.1)从曲线段构造边缘点集D，初始化计数器C的值为0，循环计数k＝0；

3.2)从边缘点集D中随机选取5点p1～p5；

3.3)通过5点p1～p5确定二次曲线Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+1＝0的参数A,B,C,D,E，其中x,y表示点的坐标，当且仅当满足B²-4AC＞0时判定该二次曲线是椭圆，执行步骤3.4)，否则跳转执行步骤3.5)；

3.4)从边缘点集D中随机的点p6，将点p6代入由点p1～p5所确定的二次曲线Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+1＝0得到d6＝|Ax₆²+Bx₆y₆+cy₆²+Dx₆+Ey₆+1|，上式中d6表示P6到椭圆P的距离的绝对值，x₆,y₆表示点p6的坐标；

3.5)遍历边缘点集D中的所有的边缘点，计算该边缘点到可能椭圆的距离d，如果满足d小于或等于容许误差δ则将计数器C加1，并将该边缘点从边缘点集D中去除、存入可能椭圆边缘点集P；否则跳转执行步骤3.6)；若计数器C的值大于一个阈值T_g，则认为该可能椭圆为真实椭圆，输出二次曲线与中心点坐标，否则退出；

3.6)将循环计数k加1，若循环计数k大于指定的最大循环次数Kmax，则结束，否则跳转执行步骤3.2)。

3.根据权利要求1所述用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法，其特征在于，步骤4)中运用聚类算法对所有椭圆进行聚类获得绝缘子伞裙边的椭圆具体是指对椭圆的中心坐标运用聚类算法进行聚类，针对聚类结果保留椭圆中心Y坐标与绝缘子Y坐标差值最小的那一簇的椭圆作为聚类获得的绝缘子伞裙边的椭圆。

4.根据权利要求1所述用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法，其特征在于，步骤4)之后还包括计算各个绝缘子伞裙边的椭圆的长边与短边比，选择最扁的椭圆作为最终识别得到的目标绝缘子伞裙边的椭圆。