[发明专利]基于激光清障设备的高空输电线异物目标检测方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于基于激光清障设备的高空输电线异物目标检测方法及系统，包括：实时获取待检测的高空输电线的异物目标图像；然后对异物目标图像进行图像预处理；将处理后得到的每帧图像进行异物目标区域分割；基于分割后得到的二值图像的形态学特征，获取其最小绑定矩形，依据灰度质心法计算输电线异物的质心位置，定位质心切割点；接着基于EDlines算法获取输电直线特征，连接得到的输电直线特征，获取完整输电线图像，将两者做差后，将最小绑定矩形内部的直线端点作为缠绕点获取其缠绕点位置区域，激光清障仪跟踪并切割异物。本发明以实现异物目标快速识别标定，极大的增加了异物目标检测定位的准确率，减少作业人员的操作难度和人为误差。

技术领域

本发明属于电力相关技术领域，尤其涉及一种基于激光清障设备的高空输电线异物目标检测方法及系统。

背景技术

电力是国民经济与社会发展的基础，电力系统作为支撑国民经济发展的能源支柱，在当今社会发展中发挥着不可替代的作用，关系着整个社会的稳定发展，电网的安全稳定运行，不仅与国民经济发展息息相关，同时也是人民安居乐业、社会稳定的基础。随着我国电网高速发展，输电线路规模越来越大，输电线路设备数量日益增多，位于复杂地形条件、恶劣环境下的输电线路长度日益增长，需要特别巡视和维护的输电线路数量与日俱增，且输电线路巡视检查维护困难，技术含量高。

在如此规模的输电电网中，不免由于各式各样的原因造成电力系统故障，在引发电网的各种事故中，风筝、长布条、塑料袋等非绝缘物体悬挂在输电线路之间会造成线与线之间短路，使变电站的开关跳闸。带电清除异物是带电作业中安全风险最高的项目，传统的清除高压电线勾挂异物的主要方法有两种：一是停电后电工上线摘除；二是等电位带电作业摘除。这两种方法都需要投入较多的人力物力，且作业程序复杂、时间长，人劳动强度大，安全可靠性低。同时由于异物种类、缠绕方式多种多样，基本依靠带电作业过程中作业工人“随机应变”来处理异物；有些与输电线路构件缠绕紧密的异物，危险性高，只能采用停电处理，然而停电处理直接降低了供电的可靠性，造成社会经济损失，影响人民生活。

因此必须通过创新与融合新科技来提高输电线路巡查的效率和质量，采用与时俱进的高效方法及时清除架空输电线路上的异物，提早解决输电线路安全隐患。

激光作为一种新型的异物清除手段，在各行各业都得到了广泛地应用。区别于普通物理剪断、钩拽等方式，激光通过增加异物表面的温度进行灼烧的手段进行清除。缠绕在输电线路上的多为塑料薄膜、风筝等漂浮性异物，这些材质通常为塑料、尼龙、涤纶等燃点较低的可燃物质，其燃点一般都在300℃以下，即使用激光清除异物时，通过对输电线路异物进行加热熔断处理的方式并不会对输电线路造成实质性伤害。但是使用激光器进行清障时有时受恶劣天气影响，人工瞄准往往会有一定的困难，因此对输电线异物的识别与定位工作成为了研究热点。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于激光清障设备的高空输电线异物目标检测方法及系统，解决了架空输电线路上缠绕异物的目标识别问题，增加了清除架空输电线路异物过程中的灵活度、机动性以及效率，从而达到更好的控制需求。

实现本发明的技术解决方案为：一种基于激光清障设备的高空输电线异物目标检测方法，包括以下步骤：

步骤1：实时获取并放大输电线异物目标区域视频图像，并对视频图像进行图像预处理，当成功识别到目标异物时，标记此帧为画面初始帧；

步骤2：对图像预处理后得到的图像进行图像分割，将目标异物区域作为前景信息，其他区域作为背景信息，获取分割后含异物区域的二值图像；

步骤3：将包含形态学特征的异物图像进行形态学处理，提取异物的形态学特征，通过最大连通区域的长度宽度信息绘制最小绑定矩形框，通过灰度质心法计算质心点位置；

步骤4：提取输电线直线特征，对断续的输电直线进行连接，获取完整的输电线边缘，进一步获取输电线异物的缠绕点位置以及缠绕区域；