圖像處理技術(shù)在架空線路絕緣子破損檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前我國高壓線路的維護(hù)基本上采用人工沿線逐塔巡視的作業(yè)方式，該方式勞動強度大、費用高且危險性大。因此，開發(fā)一種可代替巡線工人進(jìn)行巡檢作業(yè)的新型設(shè)備，實現(xiàn)高壓輸電線路檢測的自動化，成為了當(dāng)前熱門的研究課題。高壓輸電線路智能巡檢機器人綜合多種檢測技術(shù)，實現(xiàn)在輸電線路上自主行走與視覺監(jiān)視等作業(yè)，為輸電線路的巡視提供了新的概念和工作方式。本論文就國家“863”項目支持下的高壓輸電線路巡檢機器人視覺檢測系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。 本文重點研究

2、巡檢機器人視覺系統(tǒng)中掛網(wǎng)絕緣子定位及破損檢測部分。通過對巡檢機器人視覺的模擬，基于圖像處理技術(shù)完成絕緣瓷瓶破損檢測，采用Matlab進(jìn)行了仿真分析，最后設(shè)計了絕緣瓷瓶破損檢測系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下： (1)對采集到的絕緣瓷瓶圖像進(jìn)行預(yù)處理，并對預(yù)處理后各區(qū)域進(jìn)行特征提取。在預(yù)處理部分實現(xiàn)對圖像的灰度轉(zhuǎn)換、去噪、分割、形態(tài)學(xué)處理、區(qū)域標(biāo)記以及邊緣跟蹤。在圖像分割部分中，對固定閾值法、迭代法及最大類間方差法進(jìn)行了對比分析。在特征提取部分

3、，通過對瓷瓶圖像的分析，將絕緣子中部的特定區(qū)域作為絕緣子定位的依據(jù)，針對該區(qū)域特殊的形狀進(jìn)行特征提取，以特征的適應(yīng)性(包括旋轉(zhuǎn)、平移和比例縮放不變性)作為選擇依據(jù)，確定圓形度、細(xì)長度、占空比、長短徑比和。rchebichef不變矩作為本文的特征值。 (2)基于圖像處理中的模式識別技術(shù)進(jìn)行瓷瓶識別定位。采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成特征區(qū)域的識別，同時引入遺傳算法對概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的平滑系數(shù)和隱中心矢量進(jìn)行優(yōu)化，提高識別的正確率。根據(jù)特征區(qū)域外

4、包裝盒與絕緣瓷瓶長、寬的比值最終完成絕緣瓷瓶的定位。 (3)進(jìn)行絕緣瓷瓶破損檢測算法研究，包括瓷瓶表面破損檢測及邊緣缺口破損檢測。確定表面破損檢測區(qū)域并進(jìn)行邊緣檢測，通過檢測孤立窄鏈的長度及灰度，結(jié)合縱向切線灰度值變化率判斷瓷瓶是否出現(xiàn)破損。 (4)實現(xiàn)架空線路絕緣瓷瓶破損檢測系統(tǒng)的設(shè)計。硬件設(shè)計中主要通過CCD攝像頭、云臺以及圖像采集卡等設(shè)備實現(xiàn)對巡檢機器人視覺的模擬。軟件設(shè)計中，應(yīng)用大恒圖像卡開發(fā)庫與Visual C