[发明专利]一种输电导线覆冰形状的自动识别方法

摘要

本发明公开了一种输电导线覆冰形状的自动识别方法，通过安装在杆塔上的两部摄像机分别采集输电线路覆冰导线的正视图和俯视图的图像，并通过图像处理技术包括摄像机标定、图像预处理等，分别获得导线覆冰的最大厚度并绘制导线覆冰截面的矩形包络面，由等值覆冰厚度模型求得覆冰导线的截面面积，根据截面积等效原则，在矩形包络面内用椭圆和三角自动拟合出最接近真实覆冰的导线截面形状。本发明原理简单，操作方便，与现有的人工方式对覆冰形状进行测量的方法相比，本发明能够实现覆冰形状的自动识别，具有重大的社会意义。

主权项

一种输电导线覆冰形状的自动识别方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、通过安装在杆塔上的两部摄像机分别采集输电导线覆冰导线的正视图和俯视图的图像信号，将采集到的正视图和俯视图的图像信号经过无线通讯方式实时传送至监控中心，从监控中心获取所检测的输电导线现场的数字图像，得到监测目标图像；步骤2、采用标定板对摄像机进行标定，计算出摄像机的内部和外部参数，确定世界坐标系中已知点与它们在投影图像中的对应关系；步骤3、对步骤2中得到的输电导线覆冰的正视图和俯视图的监测目标图像进行图像灰度化、图像增强、图像滤波处理，直到去除监测目标图像的噪声为止；步骤4、对步骤3处理后的正视图图像和俯视图图像分别进行图像分割处理，获取导线覆冰后的边缘，利用摄像机标定方法将检测到的边缘点的图像坐标转化到世界坐标，计算得到导线覆冰后正视图的直径记为a，俯视图的直径记为b；步骤5、绘制覆冰的矩形包络面：以步骤4中得到的a为长、步骤4中得到的b为宽绘制矩形；步骤6、假设覆冰形状为均匀圆柱，通过“三塔两档”等值覆冰厚度计算模型得到等效覆冰厚度d0；步骤7、由步骤6得到的等效覆冰厚度计算覆冰导线的横截面积s0＝πd02；步骤8、由于现实中导线覆冰形状大多以椭圆和三角形为主，因此根据覆冰截面等效原则，在步骤5中绘制的覆冰的矩形包络面内以椭圆和三角形拟合出最接近真实覆冰截面的形状；所述步骤8中以椭圆和三角形拟合出最接近真实覆冰截面的形状，具体步骤为：步骤8.1、将步骤4中得到的a平均分为n段，并记k＝0；步骤8.2、绘制长为宽为b的矩形包络面内的最大内切椭圆，计算椭圆的面积步骤8.3、比较s0与sk，如果sk＞s0，则k＝k+1，转到步骤8.2，直到sk＜s0，转到步骤8.4；步骤8.4、以步骤5中绘制的矩形包络面的矩形的底边为x轴，以与底边垂直的中轴线为y轴，建立直角坐标系；步骤8.5、将步骤4中得到的b平均分为m段，则每段长为并记t＝0；步骤8.6、过点p0(x0,0)作椭圆的两条切线，p1(x1,y1)、p2(x2,y2)分别为椭圆与两条切线的切点，求椭圆被两条切线所夹的弧线与两条切线所构成的近似外接三角形的面积其中步骤8.7、如果则t＝t+1，转到步骤8.6，直到转到步骤8.8；步骤8.8、将通过步骤8.6、步骤8.7计算出的个面积值按从小到大的顺序排列，并依次标号为srr，其中步骤8.9、令skr＝sk+minsrr，如果skr＜s0，则r＝r+1，继续执行步骤8.9，直到skr＞s0，转到步骤8.10；步骤8.10、计算Δs＝skr‑s0，如果Δs＞5％s0，则k＝k+1，转到步骤8.2，直到Δs＜5％s0，则认为是在误差范围内，输出r值并找出对应的t值，找出相应点，根据k值做出对应的椭圆，在点处做出椭圆的外切线，椭圆与外切线所构成的近似外切三角形即为拟合的最接近真实覆冰导线截面形状。