输电线路导线断股及绝缘子自爆的图像识别算法研究

摘要

输电线路作为向全国各地输送电力的纽带,其作用之大不言而喻。但由于输电线路长期处于恶劣的自然环境中,经常会发生一些故障例如导线的断股、绝缘子的自爆等。这些缺陷会对整个输电线路的正常运行产生极大的干扰,需要及时发现并维修。传统的“巡线”方式主要靠人工巡线,这种方式工作强度大、工作效率低。随着计算机视觉、图像处理和通信技术的不断发展,一种新型的巡线方式—“远程智能巡线”应运而生,这种巡线方式将输电线路现场的高清图像通过远程通信网络传回到巡线中心,利用图像识别技术自动识别输电线路缺陷。这种方式会大大降低巡线人员的工作强度,同时提高了巡线效率,具有很大的优势。
　　本文以“西昌-东锦线”远程智能巡线系统为工程背景,选取输电线路中的导线和绝缘子作为研究目标,研究绝缘子“自爆”和导线“断股”缺陷的图像识别算法。本文的工作主要包括以下几个方面:
　　1.论述了输电线路缺陷识别的研究现状,提出研究目标,并对后续算法将要用到的图像处理关键技术进行简单的介绍。
　　2.针对自然环境下绝缘子“自爆”和导线“断股”缺陷设计图像识别算法进行缺陷识别。对于绝缘子,首先综合利用Lab空间中的L空间和a空间以及连通域特征对绝缘子进行分割,继而对分割后的绝缘子建立数学模型,根据绝缘子的区域特征判断是否有“自爆”缺陷。针对导线,则结合连通域特征以及 Hough直线检测来提取目标,然后定义“离散度”的概念,根据离散度来识别导线“断股”缺陷。经测试表明,该算法能够适应复杂的自然环境,且能精确定位缺陷的发生位置。
　　3.简单介绍了输电线路远程智能巡线平台的系统架构,并在此平台下对算法的识别率进行了测试,同时为了提高识别率,对识别失败的情况进行分析,并提出了纠正措施。

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绪论第一章

1.1课题背景及研究意义

1.2输电线路图像识别的国内外研究现状

1.3本文研究内容及章节安排

算法关键技术简介第二章

2.1 Lab颜色空间模型

2.2形态学处理

2.3最大类间方差阈值分割

2.4图像增强-直方图均衡化

2.5 Hough直线检测

2.6 Canny边缘检测

2.7本章小结

绝缘子“自爆”缺陷识别算法研究第三章

3.1绝缘子“自爆缺陷”简介

3.2绝缘子自爆识别算法概述

3.3绝缘子复杂背景的去除

3.4绝缘子“自爆”缺陷的检测与精确定位

3.5本章小结

复杂背景下导线“断股”缺陷识别算法研究第四章

4.1导线“断股”缺陷简介

4.2导线“断股”识别算法概述

4.3自然背景下导线的分割

4.4导线“断股”缺陷的识别与定位

4.5本章小结

远程智能巡线平台介绍与缺陷识别算法的验证第五章

5.1远程智能巡线平台简介

5.2输电线路缺陷识别算法的测试

5.3本章小结

总结与展望第六章

6.1全文工作总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间研究成果