基于图像处理的输电巡检系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像处理的输电巡检系统及方法，包括图像获取模块

【技术实现步骤摘要】
基于图像处理的输电巡检系统及方法


[0001]本专利技术涉及输电巡检领域，具体涉及一种基于图像处理的输电巡检系统及方法
。

技术介绍

[0002]随着电力系统规模的不断扩大和电力设备的日益复杂，电力巡检工作的难度和复杂度也在不断增加
。
针对传统电力的巡检，近年来出现了一些新的技术手段，如无人机巡检
、
智能巡检机器人等，这些技术手段可以有效地降低人力资源的消耗，提高巡检效率
。
[0003]如
CN113327255A
的现有技术公开了一种基于
YOLOv3
检测定位裁剪及
fine tune
的输电线路巡检图像处理方法，针对无人机在输电线路巡检中所采集到的图像或视频，进行输电线路的缺陷检测，比如鸟巢以及绝缘子爆裂等
。
另一种如
CN107742292A
的现有技术公开的一种高压输电线路上的异物巡检系统，对输电线路异物附着的巡检，对检测结果的优先级处理排序，实现对检测结果的收集和分析；但这些现有的技术方案，在对图像进行处理时，存在容易丢失图像信息的问题，因此，需要一种基于图像处理的输电巡检系统及方法，能够解决以上问题
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于图像处理的输电巡检系统及方法，能够更加准确地将图像分割成目标和背景，避免图像信息丢失情况的出现
。
[0005]本专利技术的基于图像处理的输电巡检系统，包括图像获取模块
、
预处理模块
、
缺陷检测模块
、
分类模块
、
存储模块和巡检报告生成模块；
[0006]所述图像获取模块用于获取电力设备的图像；
[0007]所述预处理模块用于对图像进行预处理；
[0008]所述缺陷检测模块用于检测图像中的电力设备缺陷信息；
[0009]所述分类模块用于对检测结果进行分类；
[0010]所述存储模块用于存储分类后的检测结果；
[0011]所述巡检报告生成模块用于将分类后的检测结果发送给用户
。
[0012]进一步，所述巡检报告生成模块包括缺陷信息整合单元
、
风险评估单元和排版单元；
[0013]所述缺陷信息整合单元用于对缺陷类型和缺陷位置进行整合；所述风险评估单元用于对电力设备可能存在的风险进行判定；所述排版单元用于对整合后的缺陷信息以及风险判定信息进行排版并生成巡检报告
。
[0014]进一步，所述图像获取模块包括摄像机和红外相机；所述摄像机用于拍摄电力设备表面的图像；所述红外相机用于获取电力设备的热成像图像
。
[0015]进一步，还包括中央处理器；所述预处理模块
、
缺陷检测模块
、
分类模块和巡检报告生成模块均被设置于所述中央处理器；
[0016]所述中央处理器包括图像接收模块
、
子存储模块和显示屏；所述图像接收模块用
于接收图像获取模块所获取的图像，所述显示屏用于显示检测结果
。
[0017]一种基于图像处理的输电巡检方法，包括如下步骤：
[0018]采集电力设备图像，对所述图像进行预处理，得到预处理后的图像；
[0019]对预处理后的图像进行电力设备缺陷检测，得到缺陷信息；
[0020]对缺陷信息进行分类，并将分类后的缺陷信息进行分析，生成检测结果
。
[0021]进一步，所述预处理包括灰度化
、
几何变换
、
图像增强和图像分割
。
[0022]进一步，所述图像分割，包括：
[0023]S11.
根据图像是否受到光照，将图像划分为明亮和阴暗两部分，具体包括：
[0024]确定图像明亮处和阴暗处的边界线，通过边界线将图像划分为两部分，并计算两部分的平均灰度值，平均灰度值较大的部分设为明亮处，平均灰度值较小的部分设为阴暗处；
[0025]S12.
计算图像明亮处的最大类间方差，得到图像明亮处的阈值
T1
；
[0026]S13.
计算图像阴暗处的最大类间方差，得到图像阴暗处的阈值
T2
；
[0027]S14.
通过设定阈值
T11
来取代
T1
，去除明暗边界处的噪点；其中，阈值
T11
＝
0.9*T1
；
[0028]S15.
对图像进行二值化处理，得到二值化后的图像；根据如下公式对图像进行二值化处理：
[0029][0030]其中，
B(x,y)
为二极化处理后像素
(x,y)
的灰度值；
g(x,y)
为二值化处理前像素
(x,y)
的灰度值；
T
为阈值，当像素位于明亮区域或明暗交界处时，
T
的值取
T11
；当像素位于阴暗区域时，
T
的值取
T2。
[0031]进一步，根据如下方法确定图像明亮处的阈值
T1
或图像阴暗处的阈值
T2
：
[0032]S121.
设定目标和背景的初始分割阈值
t0
；
[0033]S122.
根据
t0
将要计算的目标区域划分为目标和背景；其中，目标区域为明亮处或阴暗处；
[0034]S123.
分别计算目标和背景的像素点数占整个要计算的目标区域的比例，记为和
[0035]S124.
分别计算目标和背景的平均灰度，记为
u0和
u1；
[0036]S125.
根据下式计算间类方差：
[0037]MAXX
＝
MAX[X1,X2,X3……
X
N
]；
[0038]其中，
X
i
为间类方差，
MAXX
为最大间类方差，
N
为间类方差的个数；
[0039]S126.
采用遍历的方法设定大小不同的初始分割阈值
t0
，根据大小不同的
t0
得到不同的间类方差，取这些间类方差里的最大值作为最大间类方差，并将得到最大间类方差时设置的
t0
作为
t0max
；
[0040]若对图像明亮处的最大类间方差进行计算，则令
T1
＝
t0max
；若对图像阴暗处的最大类间方差进行计算，则令
T2
＝
t0max。
[0041]进一步，所述预处理还包括图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于图像处理的输电巡检系统，其特征在于：包括图像获取模块
、
预处理模块
、
缺陷检测模块
、
分类模块
、
存储模块和巡检报告生成模块；所述图像获取模块用于获取电力设备的图像；所述预处理模块用于对图像进行预处理；所述缺陷检测模块用于检测图像中的电力设备缺陷信息；所述分类模块用于对检测结果进行分类；所述存储模块用于存储分类后的检测结果；所述巡检报告生成模块用于将分类后的检测结果发送给用户
。2.
根据权利要求1所述的基于图像处理的输电巡检系统，其特征在于：所述巡检报告生成模块包括缺陷信息整合单元
、
风险评估单元和排版单元；所述缺陷信息整合单元用于对缺陷类型和缺陷位置进行整合；所述风险评估单元用于对电力设备可能存在的风险进行判定；所述排版单元用于对整合后的缺陷信息以及风险判定信息进行排版并生成巡检报告
。3.
根据权利要求1所述的基于图像处理的输电巡检系统，其特征在于：所述图像获取模块包括摄像机和红外相机；所述摄像机用于拍摄电力设备表面的图像；所述红外相机用于获取电力设备的热成像图像
。4.
根据权利要求1所述的基于图像处理的输电巡检系统，其特征在于：还包括中央处理器；所述预处理模块
、
缺陷检测模块
、
分类模块和巡检报告生成模块均被设置于所述中央处理器；所述中央处理器包括图像接收模块
、
子存储模块和显示屏；所述图像接收模块用于接收图像获取模块所获取的图像，所述显示屏用于显示检测结果
。5.
一种基于图像处理的输电巡检方法，其特征在于：包括如下步骤：采集电力设备图像，对所述图像进行预处理，得到预处理后的图像；对预处理后的图像进行电力设备缺陷检测，得到缺陷信息；对缺陷信息进行分类，并将分类后的缺陷信息进行分析，生成检测结果
。6.
根据权利要求5所述的基于图像处理的输电巡检方法，其特征在于：所述预处理包括灰度化
、
几何变换
、
图像增强和图像分割
。7.
根据权利要求6所述的基于图像处理的输电巡检方法，其特征在于：所述图像分割，包括：
S11.
根据图像是否受到光照，将图像划分为明亮和阴暗两部分，具体包括：确定图像明亮处和阴暗处的边界线，通过边界线将图像划分为两部分，并计算两部分的平均灰度值，平均灰度值较大的部分设为明亮处，平均灰度值较小的部分设为阴暗处；
S12.
计算图像明亮处的最大类间方差，得到图像明亮处的阈值
T1
；
S13.
计算图像阴暗处的最大类间方差，得到图像阴暗处的阈值
T2
；
S14.
通过设定阈值
T11
来取代
T1
，去除明暗边界处的噪点；其中，阈值
T11
＝
0.9*T1
；
S15.
对图像进行二值化处理，得到二值化后的图像；根据如下公式对图像进行二值化处理：
其中，
B(x,y)
为二极化处理后像素
(x,y)
的灰度值；
g(x,y)
为二值化处理前像素
(x,y)
的灰度值；
T
为阈值，当像素位于明亮区域或明暗交界处时，
T
的值取
T11
；当像素位于阴暗区域时，
T
的值取
T2。8.
根据权利要求7所述的基于图像处理的输电巡检方法，其特征在于：根据如下方法确定图像明亮处的阈值
T1
或图像阴暗处的阈值
T2
：
S121.
设定目标和背景的初始分割阈值
t0
；
S122.
根据
t0
将要计算的目标区域划分为目标和背景；其中，目标区域为明亮处或阴暗处；
S123.
分别计算目标和背景的像素点数占整个要计...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊吉，杨洪椿，黄会贤，李宗成，周杰，黄亮，程政，周瑜，樊宏，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司永川供电分公司，
类型：发明
国别省市：