基于无人机的电力输电线路巡检监测系统研究

摘要

随着电力系统规模的日益扩大，对输电线路的要求越来越高，电网的安全稳定运行显得尤为重要。目前，中国电力输电线巡检主要以人工巡检为主，存在效率低、局限性大、工作人员生命安全无保障等问题。无人机具有体积小、携带方便、易操作等优点，目前无人机航拍在电力输电线巡检中有初步应用。本文结合电力输电线巡检的实际需要，设计并搭建了基于无人机和图像处理技术的电力输电线巡检系统，设计成果具有一定的应用价值。主要工作如下。
　　1.针对输电线图像对比度弱和背景复杂问题，给出了基于分段线性变换的图像增强方法，以及一种粗阈值化与连通域处理结合的图像二值化处理方法，达到了去除图像背景完整保留输电线信息的效果。
　　2.针对图像中输电线信息提取难度大的问题，给出了一种区域生长算法和Hough变换相结合的提取纯净输电线信息的方法，达到了快速准确得到图像中输电线信息的效果。
　　3.给出了一种输电线故障识别的设计方案，并设计搭建了一套基于无人机的电力输电线巡检监测系统，主要功能包括输电线故障报警、记录故障图像等，为输电线自动巡检奠定了良好的基础。
　　本文设计的基于无人机的电力输电线巡检监测系统具有操作简单、处理速度快、准确率高等特点，可以大大地提高输电线的巡检效率，具有广泛的应用前景。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 概述

1．2．2 无人机巡检的研究现状

1．3 论文的研究内容及章节安排

2 输电线图像的预处理

2．1 图像灰度化处理

2．2 图像增强

2．2．1 灰度变换增强

2．2．2 输电线图像特征分析

2．2．3 基于分段线性变换的输电线图像增强处理

2．3 图像的平滑去噪

2．4 图像二值化处理

2．4．1 概述

2．4．2 粗阈值化与连通域处理结合的图像二值化

2．5 边缘检测

2．5．1 概述

2．5．2 常用算子

2．5．3 改进的Sobel算子边缘检测算法

2．6 本章小结

3 输电线的提取与故障判断

3．1 输电线的提取

3．1．1 图像的骨架化处理

3．1．2 基于区域增长的直线提取

3．2 条状干扰的去除

3．2．1 Hough变换

3．2．2 基于Hough变换的条状干扰去除

3．3 输电线断股判断

3．4 本章小结

4 系统平台搭建及测试

4．1 系统简介

4．2 系统架构

4．3 系统前端设计

4．4 系统终端设计

4．4．1 简介

4．4．2 系统界面

4．5 输电线图像处理算法总体设计方案

4．6 测试验证

4．6．1 测试概述

4．6．2 输电线的预处理算法及测试结果

4．6．3 输电线提取和故障判断算法及测试结果

4．7 误报率分析

4．8 本章小结

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士／博士学位期间取得的研究成果

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