基于无人机图像的输电线断股缺陷实时检测技术研究

摘要

无人机巡检是一种近距离巡检线路和修复缺陷的工具。本设计利用无人机的传感器获取图像信息，将图像信息实时传输到 PC客户端进行处理。在图像中输电线近似为直线，于是首先利用这一几何特征，采用Laplacian算子，将图像进行边缘检测，然后经过二值化和闭运算的优化，将会得到光滑的边缘，文中基于改进的霍夫变换，能很好地排除其他非输电线的直线边缘，从而检测出输电线的直线边缘。然后利用输电线的灰度值较为均匀且与背景差别较为明显的特征，将检输电线边缘上的像素点作为区域生长的种子点，经两轮筛选后，以种子点的平均灰度值为依据来选定阈值，对原图进行阈值分割，可去除部分背景干扰；再经过区域生长后，即可提取出输电线。最后基于输电线宽度的突然变化来判定断股缺陷的存在。
　　本文主要研究内容如下：
　　1.前端图传子系统设计
　　在无人机巡线过程中，前端图传子系统可通过无人机的传感器获取图像信息。此子系统根据无人机提供的Mobile SDK进行二次开发，开发出一款手机APP，该APP具有操控无人机、拍摄等功能，同时还与 PC客户端实现通信，最终实现图像信息实时传输。
　　2.后台处理子系统设计
　　PC客户端根据输电线和断股缺陷的特征，设计出输电线提取和缺陷识别的算法，具体包括输电线直线边缘的检测、输电线种子点的获取、输电线区域的提取和断股缺陷的判定这几个过程。本文基于改进的霍夫变换，可以有效降低输电线边缘的误判；为获取更加准确的输电线种子点，本文进行了两次筛选。
　　实验结果证明，本系统能在线检测输电线的断股缺陷，大大提高无人机巡检的工作效率，减轻工作人员在线监测的负担。

目录

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外相关研究现状及分析

1.3 研究内容、成果及章节安排

第二章 前端图传子系统设计

2.1 无人机巡检系统总体设计方案

2.2 移动端APP的设计

2.3通信模块设计

2.4 小结

第三章 后台处理子系统与输电线边缘检测

3.1 后台处理子系统介绍

3.2 边缘检测算子选取

3.3 几种边缘检测结果比较分析

3.4小结

第四章 直线边缘识别方法研究

4.1 概述

4.2 闭运算平滑直线边缘

4.3 输电线直线边缘识别方法

4.4实验结果与分析

第五章 输电线区域的分割方法研究

5.1 概述

5.2 基于区域的图像分割提取输电线

5.3 输电线区域种子点的获取与筛选

5.4 测试结果比较分析

5.5 小结

第六章 输电线断股缺陷识别方法研究

6.1 输电线断股缺陷的特点分析

6.2 输电线断股缺陷的识别方法

6.3 实验结果与分析

6.4 小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及其他成果

声明

致谢