悬式复合绝缘子串风偏角的检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种悬式复合绝缘子串风偏角的检测方法及装置。本发明通过对悬式复合绝缘子串的图像进行分析跟踪，得出风偏角，解决了现有悬式复合绝缘子串风偏角计算准确度低、易受外界环境参数影响的问题。同时，该技术原理简单、直观易行、检测可靠，从特征匹配上测量绝缘子串风偏角做了有益的尝试，为输电线路的安全稳定运行提供了一种新的检测技术。

主权项

一种悬式复合绝缘子串风偏角的检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 滤波步骤，对所采集的绝缘子串的彩色图像进行自适应中值滤波处理，以滤除噪声； 灰度化步骤，对所述滤波步骤处理后的彩色图像进行灰度化，以将彩色图像转化为灰度图像； 帧间差分步骤，对灰度图像中连续的三帧图像进行帧间差分并进行二值化处理，以提取绝缘子串的边缘特征；以及 边缘特征匹配步骤，根据绝缘子串的边缘特征的模型，通过不变性广义霍夫变换来匹配上述绝缘子串的边缘特征，以确定绝缘子串的两端端点的坐标，进而计算出绝缘子串的风偏角大小， 其中，在所述边缘特征匹配步骤中，通过不变性广义霍夫变换法来实现对绝缘子串的边缘特征的匹配，具体包括如下步骤： 步骤1：构建绝缘子串的模型的不变性R‑表，进一步包括： 步骤11：确定边缘点ω_i的索引角β及ω_j假设点ω_i和一个固定的特征角α，那么可以决定点ω_j，进而确定ω_i处的切线与连接点ω_j切线之间的角度β，其中α为π/4； 步骤12：选择边缘点ω_i的特征值 为了定位中心点b＝(x₀,y₀)，计算ω_i到中心点b的距离d，并定义角度k为点ω_i的角度φ′_i与边缘点ω_i与b点构成直线的斜率φ″_i之间的差值，即k＝φ'_i‑φ″_i，它是独立于旋转的，其中φ″_i表示为公式(3)代表的直线的斜率： y₀＝φ″_i(x₀‑ω_xi)+ω_yi      (3)； 步骤13：存储特征值 重复步骤11和步骤12逐个确定每个边缘点ω_i的特征值(β,k,d)并存储，从而构建出绝缘子串的模型的不变性R‑表；以及 步骤2：投票阶段 对于在所述帧间差分步骤中处理后的图像中的每一个边缘点ω_i′，按照给定的特征角α＝π/4得到对应的边缘角ω_j′，进而计算出对应的索引角β'，然后依照该索引角在不变性R‑表中索引出对应的特征值k、d,然后根据这些特征值的定义根据上述公式(3)定义的直线收集证据，计算出边缘点ω_i′在二维累计空间中的投票点，这样循环下去直至所有的边缘点都完成投票，最后在投票完的霍夫空间中找出那些投票数超过阈值的局部极值点，局部极值点的个数和位置代表图像中存在着目标匹配的个数及位置， 由于在要检测的绝缘子串图像中有两个匹配点，确定了两个匹配点(x₁,y₁)、(x₂,y₂)的坐标后，即绝缘子串两端的像素位置坐标，根据下面公式(4)计算出绝缘子串的风偏角： 其中，d为绝缘子串的偏移量。