[发明专利]一种基于正交方向投影的绝缘子检测方法

摘要

本发明涉及一种基于正交方向投影的绝缘子检测方法，首先利用绝缘子图像在水平方向投影，来获取绝缘子区域的上下边界；然后利用PCA方法，计算绝缘子图像的主方向与水平方向的夹角；利用旋转矩阵对绝缘子图像进行方向校正，并按照校正后的坐标重新组织图像；获取绝缘子图像垂直方向积分投影曲线，并根据积分曲线的变化率获取绝缘子的水平方向位置，获取绝缘子图像的位置信息后，然后采用机器学习的方法判断选中区域是否为绝缘子。然后对绝缘子区域坐标进行反旋转，即可获得绝缘子在原始图像中的精确位置。本发明通过理论仿真和大量的实验验证，证明本发明检测速度快、检测精度高，能够满足无人机巡检要求。

主权项

一种基于正交方向投影的绝缘子检测方法，通过无人机上搭载的摄像机或照相机获得场景的视频或照片信息，对视频或照片信息进行图像识别来检测高压输电线路中的绝缘子，其特征在于包括以下步骤：将摄像机或照相机获得的原始图像经二值化处理后进行水平方向投影，获取目标物区域的上下边界，按照上下边界对目标物进行切割，去除上下边界以外的图像区域得到保留图像；然后利用PCA方法得到保留图像中目标物的主方向与水平方向的夹角；再对保留图像进行方向校正得到校正图像；根据校正图像在垂直方向的积分投影曲线获取目标物的水平方向边界并得到目标物图像，根据绝缘子特征判断目标物图像是否为绝缘子；如果是，对该目标物图像坐标进行反变换，即可获得绝缘子在原始图像中的水平位置；目标物区域的上下边界即为原始图像中的垂直位置；所述判断目标物是否为绝缘子包括以下步骤：训练判别函数：将目标函数经最大似然估计得到θ的迭代公式θj:＝θj+α(y(i)‑hθ(x(i)))x(j)，得到参数θ＝[θ1,θ2,θ3,θ4,θ5]T；其中，x(i)为训练集中第i个训练样本的特征向量，y(i)为第i个训练样本的类别标签，如果第i个训练样本是绝缘子的特征向量，则y(i)＝1，否则为0；θ＝[θ1,θ2,θ3,θ4,θ5]T为参数，绝缘子识别：将得到的参数θ代入判别函数输入一个新的特征向量x，如果hθ(x)超过设定值，则目标物是一个绝缘子，否则所选不是一个绝缘子；所述对目标物图像坐标进行反变换具体为：如果判定目标物是绝缘子，则对该目标物图像的左右边界点进行反变换，即该目标物图像左右边界点在原始图像中的位置B＝B'Ro‑1，其中B∈R1×2，Ro‑1为旋转矩阵Ro的逆矩阵，B'∈R1×2为该目标物图像的左右边界点坐标。