CN103234465A - 一种输电线路覆冰厚度检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输电线路覆冰厚度检测方法及系统，所述系统包括安装于所述的输电线路上的摄像装置、与所述的摄像装置通过互联网相连接的远程检测装置，其中，所述的摄像装置，用于拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像，并将所述的输电线路图像通过互联网发送至所述的远程检测装置；所述的远程检测装置，用于将所述的输电线路图像与预先设定的初始图像进行比对，得到与所述的输电线路图像对应的覆冰厚度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像。通过将摄像装置安装在输电线路上以便直接对导线及覆冰导线厚度进行测量，实现了有效固定摄像装置与输电线路的相对位置，提高了图像测量的精度。

Description

一种输电线路覆冰厚度检测方法及系统

技术领域

本发明关于电力监测技术领域，特别是关于电力系统中输电线路的检测技术，具体的讲是一种输电线路覆冰厚度检测方法及系统。

背景技术

在一定的微气象、微地理条件下，输电线路的导线上常常会出现覆冰现象。导线覆冰引起的过载荷往往会造成金具损坏、导线断线、杆塔倒塌等机械事故，也可能使弧垂增大，造成闪络和烧伤、烧断导线等电气事故。因此，输电线路上的覆冰对电网的安全运行影响重大。为了有效预防及应对覆冰危害，就需要对输电线路覆冰的厚度进行检测和预警，及时采取人工除冰，短路融冰等应对措施，防止电网大面积瘫痪对国民经济造成重大损失。

现有技术中，对输电线路覆冰的检测方法主要包括拉力和图像两种检测方法。国家电网公司企业标准Q/GDW554-2010《输电线路等值覆冰厚度检测装置技术规范》中采用绝缘子串拉力、绝缘子串角度及气温、湿度、风速及风向数据的方法测量覆冰厚度。公开号为CN1844849、名称为“测量架空送电线路导、地线覆冰厚度和重量的方法及系统”的中国专利中公开了将拉力测量装置串入绝缘子串或绝缘子串上下连接金具中，来测量导线重量和厚度的方法。该拉力测量装置为拉力传感器、光栅应力测试装置或应力片传感器。公开号为CN101556195A、名称为“架空输电线路导线覆冰实时检测方法及系统”的中国专利公开了一种通过实时测量线路导线悬挂点倾角、导线温度和悬垂绝缘子串偏移角，实时计算线路导线覆冰综合荷载和导线覆冰厚度的方法。公开号为CN102175202A、名称为“一种基于模糊逻辑的覆冰厚度预测方法”的中国专利公开了一种根据覆冰现场的环境温度、环境湿度、环境风速以及导线温度的数据，得出输电线路覆冰厚度的方法。上述采用拉力测量的方法，由于拉力传感器本身是非标金具，串接绝缘子串施工难度高，且可能会改变线路本身的绝缘电气间隙，从线路拉力状态，电气绝缘和施工等各方面对线路安全都存在潜在的影响。

现有技术中通过图像进行检测的方案大多数采用阈值方法提取轮廓，或采用传统的边缘提取方法。公开号为CN101556142A、名称为“架空线路覆冰厚度的视觉检测方法”的中国专利中公开了通过区域分割获得图像架空线的所在区域，根据统计单根架空线对应于图像中单行所占的像素数的比例关系换算成覆冰的厚度的方法。专利申请号为201110173506.9的中国专利公开了利用图像处理技术自动获取输电线覆冰前后的边界，进而定量地计算绝缘子覆冰厚度的方法。上述采用图像视频观测处理方法时，由于覆冰时往往会罩住摄像机或高速球玻璃罩，只能模糊判断是否有覆冰发生，但无法准确观察覆冰状况以及开展定量检测。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种输电线路覆冰厚度检测方法及系统，通过将摄像装置安装在输电线路上以便直接对导线及覆冰导线厚度进行测量，实现了有效固定摄像装置与输电线路的相对位置，提高了图像测量的精度。

本发明实施例的目的之一是，提供一种输电线路覆冰厚度检测系统，所述的输电线路覆冰厚度检测系统包括安装于所述的输电线路上的摄像装置、与所述的摄像装置通过互联网相连接的远程检测装置，其中，所述的摄像装置，用于拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像，并将所述的输电线路图像通过互联网发送至所述的远程检测装置；所述的远程检测装置，用于将所述的输电线路图像与预先设定的初始图像进行比对，得到与所述的输电线路图像对应的覆冰厚度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像。

本发明实施例的目的之一是，提供一种输电线路覆冰厚度检测方法，所述的输电线路覆冰厚度检测方法具体包括：安装于所述的输电线路上的摄像装置拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像，并将所述的输电线路图像通过互联网发送至远程检测装置；所述的远程检测装置将所述的输电线路图像与预先设定的初始图像进行比对，得到与所述的输电线路图像对应的覆冰厚度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像。

本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：提供了一种输电线路覆冰厚度检测方法及系统，通过将摄像装置安装在输电线路上以便直接对导线及覆冰导线厚度进行测量，实现了有效固定摄像装置与输电线路的相对位置，提高了图像测量的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中摄像装置的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中摄像装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中远程检测装置实施方式一的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中宽度确定单元实施方式一的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中宽度确定单元实施方式二的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中远程检测装置实施方式二的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中远程检测装置的实施方式三的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测方法的流程图；

图10为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测方法的实施方式二的流程图；

图11为图9中的步骤S103、S104的具体流程图；

图12为图11中的步骤S202的实施方式一的具体流程图；

图13为图11中的步骤S202的实施方式二的具体流程图；

图14为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中摄像装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的输电线路覆冰厚度检测系统及方法主要用于检测输电线路上的覆冰厚度，也可以用于检测输电线路上覆盖的冰雪厚度。图1为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统的结构示意图，由图1可知，所述的输电线路覆冰厚度检测系统包括安装于所述的输电线路400上的摄像装置100、与所述的摄像装置100通过互联网相连接的远程检测装置200，图1中的300即为输电线路上的覆冰。

其中，所述的摄像装置100，用于拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像，并将所述的输电线路图像通过互联网发送至所述的远程检测装置200；

所述的远程检测装置200，用于将所述的输电线路图像与预先设定的初始图像进行比对，得到与所述的输电线路图像对应的覆冰厚度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像。

在具体的实施方式中，可将摄像装置安装于输电线路的下方，采用CMOS摄像头倾斜一定角度从下往上拍摄导线或覆冰导线图片。初始图像可预先由摄像装置在输电线路无冰或雪覆盖时拍摄取得。

图2为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中摄像装置的结构示意图，由图2可知，所述的摄像装置100具体包括电源单元101、感应加热单元102、摄像单元103以及发送单元104，

其中，所述的电源单元101，用于向所述的感应加热单元102、所述的发送单元104以及所述的摄像单元103提供电源输入。在具体的实施方式中，电源单元可通过感应取能设备类似装置实现。

所述的感应加热单元102，用于对所述的摄像单元103进行加热熔冰处理。在具体的实施方式中，感应加热单元可通过散热电阻等类似设备实现。

所述的摄像单元103，用于拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像；

所述的发送单元104，用于通过互联网将所述的输电线路图像发送至所述的远程检测装置。

图3为本发明另一实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中摄像装置的结构示意图，由图3可知，所述的摄像装置还包括：

采集单元105，用于通过互联网采集所述的远程检测装置发送的加热指令。此处的加热指令用于指示对所述的摄像单元进行加热熔冰处理。

电源调整单元106，用于根据所述的加热指令调整所述的电源单元，输出可关断的输出电压。当接收到加热指令时，此处的电源调整单元调整所述的电源单元，以使电源单元输出可关断的输出电压，可关断的输出电压用于向所述的感应加热单元102、所述的发送单元104以及所述的摄像单元103提供电源输入。

图14为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中摄像装置的结构图，由图14可知，在该具体的实施例中，摄像装置安装于输电线路上，图14中的1即为导线，电源单元包括感应取能线圈、铁芯2及铁芯封装3，铁芯2上缠绕的感应取能线圈可通过两组不同的线圈组成，分别称第一线圈4以及第二线圈5，第一线圈4为匝数较少的线圈，不串接热电阻，直接为后端负载提供电能，以确保较低的启动电流，第二线圈5为匝数较多的线圈，为铁芯2提供反向磁通。第一线圈4两端直接接入屏蔽外壳9内设置的电源调理单元7，第二线圈5一端直接接入电源调理单元7，另一端与感应加热单元相连接，感应加热单元在该实施例中包括两部分，一部分为依次连接的限流电阻R1、R2、R3、R4，用于向摄像头的周围壳体提供自动加热功能，另一部分为依次连接的热电阻R5、R6，用于对摄像头的密封片10进行加热。第二线圈5的另一端与感应加热单元串接后，再接入电源调理单元7。从电源调理单元7引出直流电压为可关断输出电压，输出电压两端分别连接依次连接的热电阻R5、R6。R1、R2、R3、R4安装于CMOS摄像头侧的摄像装置壳体上。当电源单元工作时，第二线圈5反相励磁线圈中流过电流，确保为负载提供电能的第一线圈4峰值电压保持在较低水平的同时，实现对摄像机壳体的自动加热；R5、R6安装于CMOS摄像头屏蔽密封片旁，用于对密封片的加热，由感应加热单元在电源调理单元7的控制下进行加热熔冰处理，电源调理单元7控制加热温度与加热时间。

正常状态下，摄像头处于待机和密封状态，并不需加热，冬季覆冰时，当采集单元8采集到加热指令后，对摄像头密封片及周围壳体进行加热，由摄像装置根据壳体温升控制加热时间，加热熔冰结束后，自动打开摄像头屏蔽密封片并拍摄覆冰照片，之后由发送单元6采用互联网、公网或光纤复合架空地线（OPGW，Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire）等方式将输电线路图像远传到远程检测装置。

图4为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中远程检测装置实施方式一的结构示意图，由图4可知，所述的远程检测装置200具体包括：

图像接收单元201，用于通过互联网接收所述的摄像装置发送的输电线路图像。

宽度确定单元202，用于对所述的输电线路图像进行图像处理，确定出所述的输电线路对应的导线宽度；

初始图像获取单元203，用于获取预先设定的初始图像对应的导线宽度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像，初始图像对应的导线宽度可通过宽度确定单元预先实现并存储在远程检测装置中。在无覆冰时，选取在天气状况良好的情况下拍摄的较为清晰图片进行初始设置。因为通常情况下，输电线路周边的环境情况比较复杂，所以选择导线周围环境比较单一的图像进行识别与初始配置。在具体的实施方式中，还可将图像划定识别区域，选取图像中的部分区域进行初始配置。初始图像拍摄完毕后保证现场摄像头安装位置不变，当有覆冰发生时，可将输电线路图像依据初始配置的区域，选取该区域内图像中覆冰导线的边界，提取边缘特征与初始导线边缘进行比对，按比例得出覆冰导线的厚度，从而得出监测点覆冰的厚度。

覆冰厚度确定单元204，用于将所述的输电线路对应的导线宽度与初始图像对应的导线宽度进行比对，确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度。

图5为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中宽度确定单元实施方式一的结构示意图，由图5可知，在实施方式一中，宽度确定单元202具体包括：

灰度处理单元2021，用于对所述的输电线路图像进行灰度处理，得到灰度图像。由于彩色图像中的每个像素的颜色有R、G、B三个分量决定，而每个分量有255中值可取，这样一个像素点可以有1600多万（255*255*255）的颜色的变化范围。而灰度图像是R、G、B三个分量相同的一种特殊的彩色图像，其一个像素点的变化范围为255种，所以在数字图像处理中一般先将各种格式的图像转变成灰度图像以使后续的图像的计算量变得少一些。灰度图像的描述与彩色图像一样仍然反映了整幅图像的整体和局部的色度和亮度等级的分布和特征。图像的灰度化处理可通过如下两种方法来实现。

1、求出每个像素点的R、G、B三个分量的平均值，然后将这个平均值赋予给这个像素的三个分量。

2、根据YUV的颜色空间中，Y的分量的物理意义是点的亮度，由该值反映亮度等级，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系可建立亮度Y与R、G、B三个颜色分量的对应：Y=0.3R+0.59G+0.11B，以这个亮度值表达图像的灰度值。

由于本实施例的图像背景单一，目标和背景在色调上区分鲜明，因此本实施例采用上述第二种方法进行灰度处理。

滤波处理单元2022，用于对所述的灰度图像进行滤波处理，得到滤波图像。在本实施例中，由于噪声较小且孤立，采用3*3的中值滤波。中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。

阈值确定单元2023，用于对所述的滤波图像进行灰度直方图统计，确定前背景分割的阈值。即对滤波图像进行灰度直方图统计，由于本实施例的图像背景单一，目标和背景在色调上区分鲜明，灰度直方图的分布类型为双峰型，选取双峰之间的谷底所对应的灰度级作为前背景分割的阈值。

二值化处理单元2024，用于根据所述的前背景分割的阈值对所述的灰度图像进行二值化处理，得到轮廓图像，此处的轮廓图像即为输电线路的外围轮廓。

左右边界确定单元2025，用于根据所述的轮廓图像确定左边界与右边界。

在具体的实施过程中，若轮廓图像的前景用黑色表示，背景用白色表示，则从左到右找到第一个为黑色的像素，即为轮廓图像的左边界。再从右到左找到第一个为黑色的像素，即为轮廓图像的右边界。

在具体的实施过程中，若轮廓图像的前景用白色表示，背景用黑色表示，则从左到右找到第一个为白色的像素，即为轮廓图像的左边界。再从右到左找到第一个为白色的像素，即为轮廓图像的右边界。

导线宽度确定单元2026，用于根据所述的左边界与右边界确定所述的输电线路图像对应的导线宽度。在该实施例中，覆冰后的输电线路图像的导线宽度为轮廓图像的右边界与左边界的差值。

图6为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中宽度确定单元实施方式二的结构示意图，在该实施方式中，与实施方式一相比，不同之处在于，在该实施方式中，宽度确定单元包括上下边界确定单元2027，用于根据所述的轮廓图像确定上边界与下边界。

在具体的实施过程中，若轮廓图像的前景用黑色表示，背景用白色表示，则从从上到下找到第一个为黑色的像素，即为轮廓图像的上边界。再从从下到上找到第一个为黑色的像素，即为轮廓图像的下边界。

在具体的实施过程中，若轮廓图像的前景用白色表示，背景用黑色表示，则从从上到下找到第一个为白色的像素，即为轮廓图像的上边界。再从下到上找到第一个为白色的像素，即为轮廓图像的下边界。

导线宽度确定单元2028，用于根据所述的上边界与下边界确定所述的输电线路图像对应的导线宽度。在该实施例中，覆冰后的输电线路图像的导线宽度为轮廓图像的下边界与上边界的差值。

图7为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中远程检测装置实施方式二的结构示意图，由图7可知，所述的覆冰厚度确定单元204具体包括：

导线宽度差值确定单元2041，用于确定所述的输电线路对应的导线宽度与所述的初始图像对应的导线宽度的差值；

覆冰厚度输出单元2042，用于根据所述导线宽度的差值确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度。即本发明中输电线路图像的覆冰厚度为所述导线宽度的差值的一半。

图8为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统中远程检测装置的实施方式三的结构示意图，由图8可知，在该实施方式中，远程检测装置还包括：

加热指令发送单元205，用于通过互联网向所述的摄像装置发送加热指令。

报警单元206，用于当所述的输电线路图像对应的覆冰厚度超过预先设定的覆冰厚度阈值时，发出报警信息。远程检测装置中预先设定了覆冰厚度阈值，当实际测量的输电线路图像对应的覆冰厚度超过该阈值时，即可发出报警信息，制定针对性地检修应对策略。

图9为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测方法的流程图，由图9可知，该方法包括：

S101：安装于所述的输电线路上的摄像装置拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像；

S102：摄像装置将所述的输电线路图像通过互联网发送至远程检测装置；

S103：所述的远程检测装置将所述的输电线路图像与预先设定的初始图像进行比对；

S104：所述的远程检测装置根据步骤S103得到的比对结果得到所述的输电线路图像对应的覆冰厚度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像。在具体的实施方式中，可将摄像装置安装于输电线路的下方，采用CMOS摄像头倾斜一定角度从下往上拍摄导线或覆冰导线图片。初始图像可预先由摄像装置在输电线路无冰或雪覆盖时拍摄取得。

图10为本发明实施例提供的一种输电线路覆冰厚度检测方法的实施方式二的流程图，由图10可知，在实施方式二中，该方法还包括：

S105：所述的远程检测装置通过互联网向所述的摄像装置发送加热指令。此处的加热指令用于指示对所述的摄像单元进行加热熔冰处理。

S106：所述的摄像装置根据所述的加热指令进行加热熔冰处理。正常状态下，摄像装置处于待机和密封状态，并不需加热，冬季覆冰时，当摄像装置采集到加热指令后，对摄像装置的密封片及周围壳体进行加热，由摄像装置根据壳体温升控制加热时间，加热熔冰结束后，自动打开摄像头屏蔽密封片并拍摄覆冰照片，之后采用互联网、公网或光纤复合架空地线（OPGW，Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire）等方式将输电线路图像远传到远程检测装置。

图11为图9中的步骤S103、S104的具体流程图，由图11可知，上述的步骤S103、S104具体包括：

S201：通过互联网接收所述的摄像装置发送的输电线路图像。

S202：对所述的输电线路图像进行图像处理，确定出所述的输电线路对应的导线宽度；

S203：获取预先设定的初始图像对应的导线宽度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像。初始图像对应的导线宽度可通过步骤S202预先实现并存储在远程检测装置中。在无覆冰时，选取在天气状况良好的情况下拍摄的较为清晰图片进行初始设置。因为通常情况下，输电线路周边的环境情况比较复杂，所以选择导线周围环境比较单一的图像进行识别与初始配置。在具体的实施方式中，还可将图像划定识别区域，选取图像中的部分区域进行初始配置。初始图像拍摄完毕后保证现场摄像头安装位置不变，当有覆冰发生时，可将输电线路图像依据初始配置的区域，选取该区域内图像中覆冰导线的边界，提取边缘特征与初始导线边缘进行比对，按比例得出覆冰导线的厚度，从而得出监测点覆冰的厚度。

S204：将所述的输电线路对应的导线宽度与初始图像对应的导线宽度进行比对，确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度。

图12为图11中的步骤S202的实施方式一的具体流程图，由图12可知，步骤S202具体包括：

S301：对所述的输电线路图像进行灰度处理，得到灰度图像。由于彩色图像中的每个像素的颜色有R、G、B三个分量决定，而每个分量有255中值可取，这样一个像素点可以有1600多万（255*255*255）的颜色的变化范围。而灰度图像是R、G、B三个分量相同的一种特殊的彩色图像，其一个像素点的变化范围为255种，所以在数字图像处理中一般先将各种格式的图像转变成灰度图像以使后续的图像的计算量变得少一些。灰度图像的描述与彩色图像一样仍然反映了整幅图像的整体和局部的色度和亮度等级的分布和特征。图像的灰度化处理可通过如下两种方法来实现。

1、求出每个像素点的R、G、B三个分量的平均值，然后将这个平均值赋予给这个像素的三个分量。

2、根据YUV的颜色空间中，Y的分量的物理意义是点的亮度，由该值反映亮度等级，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系可建立亮度Y与R、G、B三个颜色分量的对应：Y=0.3R+0.59G+0.11B，以这个亮度值表达图像的灰度值。

由于本实施例的图像背景单一，目标和背景在色调上区分鲜明，因此本实施例采用上述第二种方法进行灰度处理。

S302：对所述的灰度图像进行滤波处理，得到滤波图像。在本实施例中，由于噪声较小且孤立，采用3*3的中值滤波。中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。

S303：对所述的滤波图像进行灰度直方图统计，确定前背景分割的阈值。即对滤波图像进行灰度直方图统计，由于本实施例的图像背景单一，目标和背景在色调上区分鲜明，灰度直方图的分布类型为双峰型，选取双峰之间的谷底所对应的灰度级作为前背景分割的阈值。

S304：根据所述的前背景分割的阈值对所述的灰度图像进行二值化处理，得到轮廓图像，此处的轮廓图像即为输电线路的外围轮廓，即梯形轮廓。

S305：根据所述的轮廓图像确定左边界与右边界。在具体的实施过程中，若轮廓图像的前景用黑色表示，背景用白色表示，则从左到右找到第一个为黑色的像素，即为轮廓图像的左边界。再从右到左找到第一个为黑色的像素，即为轮廓图像的右边界。

在具体的实施过程中，若轮廓图像的前景用白色表示，背景用黑色表示，则从左到右找到第一个为白色的像素，即为轮廓图像的左边界。再从右到左找到第一个为白色的像素，即为轮廓图像的右边界。

S306：根据所述的左边界与右边界确定所述的输电线路图像对应的导线宽度。在该实施例中，覆冰后的输电线路图像的导线宽度为轮廓图像的右边界与左边界的差值。

图13为图11中的步骤S202的实施方式二的具体流程图，由图13可知，步骤S202在实施方式二中具体包括：

S401：对所述的输电线路图像进行灰度处理，得到灰度图像；

S402：对所述的灰度图像进行滤波处理，得到滤波图像；

S403：对所述的滤波图像进行灰度直方图统计，确定前背景分割的阈值；

S404：根据所述的前背景分割的阈值对所述的灰度图像进行二值化处理，得到轮廓图像；

S405：根据所述的轮廓图像确定上边界与下边界。在具体的实施过程中，若轮廓图像的前景用黑色表示，背景用白色表示，则从从上到下找到第一个为黑色的像素，即为轮廓图像的上边界。再从从下到上找到第一个为黑色的像素，即为轮廓图像的下边界。

在具体的实施过程中，若轮廓图像的前景用白色表示，背景用黑色表示，则从从上到下找到第一个为白色的像素，即为轮廓图像的上边界。再从下到上找到第一个为白色的像素，即为轮廓图像的下边界。

S406：根据所述的上边界与下边界确定所述的输电线路图像对应的导线宽度。在该实施例中，覆冰后的输电线路图像的导线宽度为轮廓图像的下边界与上边界的差值。

在本发明的其他实施方式中，图11中的步骤S204具体包括：

确定所述的输电线路对应的导线宽度与所述的初始图像对应的导线宽度的差值；根据所述导线宽度的差值确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度。即本发明中输电线路图像的覆冰厚度为所述导线宽度的差值的一半。

在本发明的其他实施方式中，该方法包括：

当所述的输电线路图像对应的覆冰厚度超过预先设定的覆冰厚度阈值时，发出报警信息。远程检测装置中预先设定了覆冰厚度阈值，当实际测量的输电线路图像对应的覆冰厚度超过该阈值时，即可发出报警信息，制定针对性地检修应对策略。

综上所述，本发明提供了一种输电线路覆冰厚度检测系统及方法，通过将摄像装置安装在输电线路上以便直接对导线及覆冰导线厚度进行测量，实现了有效固定摄像装置与输电线路的相对位置，提高了图像测量的精度。

本发明提供的一种输电线路覆冰厚度检测系统及方法与现有技术相比，具有以下优点：

1.通过将摄像装置安装在输电线路上直接对输电线路的覆冰导线厚度进行测量，相对将摄像装置安装于塔上测量的方法，可以有效固定摄像装置与导线的相对位置，便于通过对比分析的方法提高图像测量的精度；

2.采用感应取能技术，在冬季覆冰季节也能有效的获取持续的供电及加热能量，并且通过散热电阻自动对摄像装置进行加热，实现了对电磁感应转换损失热能的二次利用，有效提升了恶劣环境中能量使用的效率；

3.依据安装位置相对固定的特点，不需通过建模或利用绝缘子串拉力、绝缘子串角度及气温、湿度、风速及风向数据，仅通过图像处理即可确定覆冰的厚度，提升了图像识别的精度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的输电线路覆冰厚度检测系统包括安装于所述的输电线路上的摄像装置、与所述的摄像装置通过互联网相连接的远程检测装置，

其中，所述的摄像装置，用于拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像，并将所述的输电线路图像通过互联网发送至所述的远程检测装置；

所述的远程检测装置，用于将所述的输电线路图像与预先设定的初始图像进行比对，得到与所述的输电线路图像对应的覆冰厚度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像。

2.根据权利要求1所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的摄像装置具体包括电源单元、感应加热单元、摄像单元以及发送单元，

其中，所述的电源单元，用于向所述的感应加热单元、所述的发送单元以及所述的摄像单元提供电源输入；

所述的感应加热单元，用于对所述的摄像单元进行加热熔冰处理；

所述的摄像单元，用于拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像；

所述的发送单元，用于通过互联网将所述的输电线路图像发送至所述的远程检测装置。

3.根据权利要求2所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的摄像装置还包括采集单元，用于通过互联网采集所述的远程检测装置发送的加热指令。

4.根据权利要求3所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的摄像装置还包括电源调整单元，用于根据所述的加热指令调整所述的电源单元，输出可关断的输出电压。

5.根据权利要求1所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的远程检测装置具体包括：

图像接收单元，用于通过互联网接收所述的摄像装置发送的输电线路图像；

宽度确定单元，用于对所述的输电线路图像进行图像处理，确定出所述的输电线路对应的导线宽度；

初始图像获取单元，用于获取预先设定的初始图像对应的导线宽度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像；

覆冰厚度确定单元，用于将所述的输电线路对应的导线宽度与初始图像对应的导线宽度进行比对，确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度。

6.根据权利要求5所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的宽度确定单元具体包括：

灰度处理单元，用于对所述的输电线路图像进行灰度处理，得到灰度图像；

滤波处理单元，用于对所述的灰度图像进行滤波处理，得到滤波图像；

阈值确定单元，用于对所述的滤波图像进行灰度直方图统计，确定前背景分割的阈值；

二值化处理单元，用于根据所述的前背景分割的阈值对所述的灰度图像进行二值化处理，得到轮廓图像；

左右边界确定单元，用于根据所述的轮廓图像确定左边界与右边界；

导线宽度确定单元，用于根据所述的左边界与右边界确定所述的输电线路图像对应的导线宽度。

7.根据权利要求5所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的宽度确定单元具体包括：

灰度处理单元，用于对所述的输电线路图像进行灰度处理，得到灰度图像；

滤波处理单元，用于对所述的灰度图像进行滤波处理，得到滤波图像；

阈值确定单元，用于对所述的滤波图像进行灰度直方图统计，确定前背景分割的阈值；

二值化处理单元，用于根据所述的前背景分割的阈值对所述的灰度图像进行二值化处理，得到轮廓图像；

上下边界确定单元，用于根据所述的轮廓图像确定上边界与下边界；

导线宽度确定单元，用于根据所述的上边界与下边界确定所述的输电线路图像对应的导线宽度。

8.根据权利要求6或7所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的覆冰厚度确定单元具体包括：

导线宽度差值确定单元，用于确定所述的输电线路对应的导线宽度与所述的初始图像对应的导线宽度的差值；

覆冰厚度输出单元，用于根据所述导线宽度的差值确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度。

9.根据权利要求5所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的远程检测装置还包括加热指令发送单元，用于通过互联网向所述的摄像装置发送加热指令。

10.根据权利要求5所述的输电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于，所述的远程检测装置还包括报警单元，用于当所述的输电线路图像对应的覆冰厚度超过预先设定的覆冰厚度阈值时，发出报警信息。

11.一种输电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于，所述的输电线路覆冰厚度检测方法具体包括：

安装于所述的输电线路上的摄像装置拍摄所述的输电线路以生成输电线路图像，并将所述的输电线路图像通过互联网发送至远程检测装置；

所述的远程检测装置将所述的输电线路图像与预先设定的初始图像进行比对，得到与所述的输电线路图像对应的覆冰厚度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像。

12.根据权利要求11所述的输电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于，所述的方法还包括：

所述的远程检测装置通过互联网向所述的摄像装置发送加热指令；

所述的摄像装置根据所述的加热指令进行加热熔冰处理。

13.根据权利要求11所述的输电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于，将所述的输电线路图像与预先设定的初始图像进行比对，得到与所述的输电线路图像对应的覆冰厚度具体包括：

通过互联网接收所述的摄像装置发送的输电线路图像；

对所述的输电线路图像进行图像处理，确定出所述的输电线路对应的导线宽度；

获取预先设定的初始图像对应的导线宽度，所述的初始图像为所述的输电线路无覆冰时的图像；

将所述的输电线路对应的导线宽度与初始图像对应的导线宽度进行比对，确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度。

14.根据权利要求13所述的输电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于，对所述的输电线路图像进行图像处理，确定出所述的输电线路对应的导线宽度具体包括：

对所述的输电线路图像进行灰度处理，得到灰度图像；

对所述的灰度图像进行滤波处理，得到滤波图像；

对所述的滤波图像进行灰度直方图统计，确定前背景分割的阈值；

根据所述的前背景分割的阈值对所述的灰度图像进行二值化处理，得到轮廓图像；

根据所述的轮廓图像确定左边界与右边界；

根据所述的左边界与右边界确定所述的输电线路图像对应的导线宽度。

15.根据权利要求13所述的输电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于，对所述的输电线路图像进行图像处理，确定出所述的输电线路对应的导线宽度具体包括：

对所述的输电线路图像进行灰度处理，得到灰度图像；

对所述的灰度图像进行滤波处理，得到滤波图像；

对所述的滤波图像进行灰度直方图统计，确定前背景分割的阈值；

根据所述的前背景分割的阈值对所述的灰度图像进行二值化处理，得到轮廓图像；

根据所述的轮廓图像确定上边界与下边界；

根据所述的上边界与下边界确定所述的输电线路图像对应的导线宽度。

16.根据权利要求14或15所述的输电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于，将所述的输电线路对应的导线宽度与初始图像对应的导线宽度进行比对，确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度具体包括：

确定所述的输电线路对应的导线宽度与所述的初始图像对应的导线宽度的差值；

根据所述导线宽度的差值确定所述的输电线路图像对应的覆冰厚度。

17.根据权利要求11所述的输电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于，所述的方法还包括当所述的输电线路图像对应的覆冰厚度超过预先设定的覆冰厚度阈值时，发出报警信息。

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