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

1、目前我國(guó)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(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用高且危險(xiǎn)性大。因此，開(kāi)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(shí)現(xiàn)高壓輸電線路檢測(cè)的自動(dòng)化，成為了當(dāng)前熱門(mén)的研究課題。高壓輸電線路智能巡檢機(jī)器人綜合多種檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在輸電線路上自主行走與視覺(jué)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(guó)家“863”項(xiàng)目支持下的高壓輸電線路巡檢機(jī)器人視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。 本文重點(diǎn)研究

2、巡檢機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)中掛網(wǎng)絕緣子定位及破損檢測(cè)部分。通過(guò)對(duì)巡檢機(jī)器人視覺(jué)的模擬，基于圖像處理技術(shù)完成絕緣瓷瓶破損檢測(cè)，采用Matlab進(jìn)行了仿真分析，最后設(shè)計(jì)了絕緣瓷瓶破損檢測(cè)系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下： (1)對(duì)采集到的絕緣瓷瓶圖像進(jìn)行預(yù)處理，并對(duì)預(yù)處理后各區(qū)域進(jìn)行特征提取。在預(yù)處理部分實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)固定閾值法、迭代法及最大類(lèi)間方差法進(jìn)行了對(duì)比分析。在特征提取部分

3、，通過(guò)對(duì)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(duì)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(zhǎng)度、占空比、長(zhǎng)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(shí)別技術(shù)進(jìn)行瓷瓶識(shí)別定位。采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成特征區(qū)域的識(shí)別，同時(shí)引入遺傳算法對(duì)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(shí)別的正確率。根據(jù)特征區(qū)域外

4、包裝盒與絕緣瓷瓶長(zhǎng)、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(cè)算法研究，包括瓷瓶表面破損檢測(cè)及邊緣缺口破損檢測(cè)。確定表面破損檢測(cè)區(qū)域并進(jìn)行邊緣檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)孤立窄鏈的長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)架空線路絕緣瓷瓶破損檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)中主要通過(guò)CCD攝像頭、云臺(tái)以及圖像采集卡等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢機(jī)器人視覺(jué)的模擬。軟件設(shè)計(jì)中，應(yīng)用大恒圖像卡開(kāi)發(fā)庫(kù)與Visual C