CN113838037A - 一种高空输电线异物检测方法及系统 - Google Patents

一种高空输电线异物检测方法及系统 Download PDF

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苏纯宝
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State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本发明提供了一种高空输电线异物检测方法及系统，包括：获取待检测的高空输电线的目标图像、待检测的高空输电线无异物状态的图像以及待检测高空输电线当前的风速情况；将待检测的高空输电线的无异物状态的图像作为背景图；将所述的目标图像与所述的背景图像进行差分比对，得到差分比对图像；判断所述的差分比对图像是否为全零的比对图，若是，则输出待检测的高空输电线无异物存在，若否，则输出待检测的高空输电线上有异物存在；通过当前的风速情况和异物的存在情况，结合待检测输电线路所在区域的历史数据输出异物预警。

Description

一种高空输电线异物检测方法及系统
技术领域
本发明属于电力相关技术领域，尤其涉及一种高空输电线异物检测方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
输电线是电网的重要组成部分，但是目前受人为或者自然条件的影响，输电线上经常会出现各种安全隐患，近年来，各地因为放风筝、气球等异物危机电网的安全。
基于人工通过监控的方式对输电线进行监控的方式存在效率低下的问题，另外目前有很多对输点线异物检测方法是基于无人机的航拍图像并进行图像的分析得到输电线是否有异物，但是对于有风的情况下更容易使输电线上异物导致输电线短路的情况的发生，不同的风速情况下对于输电线路上的异物导致的短路情况的发生的紧急情况不同，而单纯的基于图像识别输电线异物的情况并不能对于异物导致输电线可能发生的短路情况进行及时紧急情况的预警，从而可能导致对于非常紧急的情况下的检测到的输电线路上异物清除并不能及时的处理。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种高空输电线异物检测的方法及系统，通过待检测的的输电线路的目标图像与待检测输电线的背景图像进行差分比对，得到差分图像，根据差分图像得到是否有疑似异物的存在，同时结合当前的风速情况以及输电线路历史数据情况对当前的输电线路所存在的异物情况进行及时的预警，能够使工作人员优先去处理风致异物可能导致短路情况发生的输电线上的异物。
为了实现上述目的，本发明的第一个方面提供，采用如下技术方案：
获取待检测的高空输电线的目标图像、待检测的高空输电线无异物状态的图像以及待检测高空输电线当前的风速情况；将待检测的高空输电线的无异物状态的图像作为背景图；
将所述的目标图像与所述的背景图像进行差分比对，得到差分比对图像；
判断所述的差分比对图像是否为全零的比对图，若是，则输出待检测的高空输电线无异物存在，若否，则输出待检测的高空输电线上有异物存在；
通过当前的风速情况和异物的存在情况，结合待检测输电线路所在区域的历史数据输出异物预警。
进一步地，所述的待检测输电线路所在区域的历史数据具体为：
收集历史输电线的气象数据、气象部门的气象数据以及不同气象状态下的风致异物导致输电线短路情况发生的次数；
对输电线路所处区域的风速进行判断，将风速划分为微风、中风和大风；
结合风速等级、以及不同等级情况下的风致输电线路短路发生的次数设置风致输电线路短路的等级；
所述的风致输电线路短路等级为低风险、中风险和高风险。
进一步地，对所述的待检测的高空输电线的目标图像和背景图像采用自适应中值滤波进行图像的预处理。
进一步地，所述的目标图像与背景图像进行差分比对得到差分比对图像的具体步骤为：
通过特征提取的方法对目标图像和背景图像进行特征提取，将提取出的特征进行图像的匹配，根据匹配的结果计算得到匹配模型，针对目标图像根据已计算出的匹配模型进行重采样及变换，完成目标图像和背景图像的匹配。
进一步地，对于所述的差分比对图像为非全零的差分比对图像进行二值化处理。
进一步地，所述的二值化处理的步骤为：
将最高灰度值概率点按照预设的比重进行缩放，得到灰度最大值和灰度最小值，根据灰度最大值和灰度最小值通过差分公式作差得到自适应阈值；
根据自适应阈值对非全零的差分比对图进行二值化处理，将灰度值大于自适应值的像素点灰度值设置为1，将灰度值小于自适应阈值的像素点的灰度值设置为0。
进一步地，对二值化的差分比对图像还进行中值滤波、膨胀和腐蚀操作。
一个或多个实施例提供了系统，包括：
获取模块，其被配置为：获取待检测的高空输电线的目标图像、待检测的高空输电线无异物状态的图像以及待检测高空输电线当前的风速情况；将待检测的高空输电线的无异物状态的图像作为背景图；
图像处理模块，其被配置为：模块将所述的目标图像与所述的背景图像进行差分比对，得到差分比对图像；
判断模块，其被配置为：判断所述的差分比对图像是否为全零的比对图，若是，则输出待检测的高空输电线无异物存在，若否，则输出待检测的高空输电线上有异物存在；
预警模块，其被配置为；通过当前的风速情况和异物的存在情况，结合待检测输电线路所在区域的历史数据输出异物预警。
一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法所述的步骤。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法所述的步骤。
本发明的有益效果是：
通过待检测的的输电线路的目标图像与待检测输电线的背景图像进行差分比对，得到差分图像，根据差分图像得到是否有疑似异物的存在，同时结合当前的风速情况以及输电线路历史数据情况对当前的输电线路所存在的异物情况进行及时的预警，能够使工作人员优先去处理风致异物可能导致短路情况发生的输电线上的异物。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的流程图；
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例一
如图1所示，本发明的一种高空输电线异物检测方法，包括以下步骤：
获取待检测的高空输电线的目标图像、待检测的高空输电线无异物状态的图像以及待检测高空输电线当前的风速情况；将待检测的高空输电线的无异物状态的图像作为背景图；
将所述的目标图像与所述的背景图像进行差分比对，得到差分比对图像；
判断所述的差分比对图像是否为全零的比对图，若是，则输出待检测的高空输电线无异物存在，若否，则输出待检测的高空输电线上有异物存在；
通过当前的风速情况和异物的存在情况，结合待检测输电线路所在区域的历史数据输出异物预警。
具体的，采集当前待检测的输电线路现场的风速情况，结合输电线路所在的区域的气象部门气象数据判断输电线所在的区域的风速的大小，根据气象风速的大小以及结合历史数据输出异物预警等级。
其中，历史数据具体为：
收集历史输电线的气象数据、气象部门的气象数据以及不同气象状态下的风致异物导致输电线短路情况发生的次数；
对输电线路所处区域的风速进行判断，将风速划分为微风、中风和大风；
结合风速等级、以及不同等级情况下的风致输电线路短路发生的次数设置风致输电线路短路的等级。
所述的风致输电线路短路等级为低风险、中风险和高风险。
结合当前的输电线路的存在的异物状况、风速情况根据历史数据输出风致异物输电线路短路的等级预警。
具体的，对所采集待检测的输电线目标图像和背景图像进行图像的预处理，其中图像的预处理包括采用自适应的中值滤波进行噪声的去除，具体步骤为：
1)设定f(i,j)为像素点(i,j)的图像灰度值，w(i,j)为当前灰度窗口的大小，设定初始窗口大小为w＝3，fmin,fmed，fmax分别为工作窗口内的灰度最小值，灰度中值和灰度最大值；
2)当fmin＜fmed＜fmax时，转至步骤3)，否则增大w(i,j)的尺寸，若w(i,j)的尺寸小于wmax，则重复步骤(2)，否则输出f(i,j)；
3)若fmin＜f(i,j)＜fmax,则输出f(i,j)，否则输出fmed。
其中，对于所述的目标图像与背景图像进行差分比对得到差分比对图像的具体步骤为：
通过特征提取的方法对目标图像和背景图像进行特征提取，将提取出的特征进行图像的匹配，根据匹配的结果计算得到匹配模型，针对目标图像根据已计算出的匹配模型进行重采样及变换，完成目标图像和背景图像的匹配。
其中，匹配算法是基于灰度值相关、互信和对数极坐标的特征，也可以使基于点、边缘和区域的特征。
将配准后的目标图像和背景图像进行差分比对，得到差分比对图；
判断所述的差分比对图是否为全零比对图，若是，则表示有异物的存在，若不是，则表示没有异物的存在；
其中，若存在异物，则将非全零比对图进行二值化处理，具体步骤为：
将最高灰度值概率点按照预设的比重值进行缩放，得到一个最大值和最小值，按照差分公式进行作差，得到自适应阈值。差分公式为：
Figure BDA0003284468360000061
其中，Pmax表示最高灰度值概率点的最大值，Pmin表示最高灰度值概率点的最小值，G表示灰度值，Gth表示自适应阈值。
按照所述的自适应阈值对非全零对比图进行二值化处理，将灰度值大于该自适应阈值的像素点的灰度设置为1(即黑色)，灰度小于该自适应阈值的像素点的灰度值设置为0(即白色)，即分离出所存在的疑似异物的图像。
对于差分图像的二值化图像采取中值滤波、膨胀和腐蚀操作，进一步减小噪声对异物检测的影响。
实施例二
本实施例提供了系统，其包括：
获取模块，其被配置为：获取待检测的高空输电线的目标图像、待检测的高空输电线无异物状态的图像以及待检测高空输电线当前的风速情况；将待检测的高空输电线的无异物状态的图像作为背景图；
图像处理模块，其被配置为：模块将所述的目标图像与所述的背景图像进行差分比对，得到差分比对图像；
判断模块，其被配置为：判断所述的差分比对图像是否为全零的比对图，若是，则输出待检测的高空输电线无异物存在，若否，则输出待检测的高空输电线上有异物存在；
预警模块，其被配置为；通过当前的风速情况和异物的存在情况，结合待检测输电线路所在区域的历史数据输出异物预警。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例一所述的一种高空输电线异物检测方法中的步骤。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如实施例一所述的一种高空输电线异物检测方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高空输电线异物检测方法，其特征是，包括：
获取待检测的高空输电线的目标图像、待检测的高空输电线无异物状态的图像以及待检测高空输电线当前的风速情况；将待检测的高空输电线的无异物状态的图像作为背景图；
将所述的目标图像与所述的背景图像进行差分比对，得到差分比对图像；
判断所述的差分比对图像是否为全零的比对图，若是，则输出待检测的高空输电线无异物存在，若否，则输出待检测的高空输电线上有异物存在；
通过当前的风速情况和异物的存在情况，结合待检测输电线路所在区域的历史数据输出异物预警。
2.如权利要求1所述的一种高空输电线异物检测方法，其特征是，所述的待检测输电线路所在区域的历史数据具体为：
收集历史输电线的气象数据、气象部门的气象数据以及不同气象状态下的风致异物导致输电线短路情况发生的次数；
对输电线路所处区域的风速进行判断，将风速划分为微风、中风和大风；
结合风速等级、以及不同等级情况下的风致输电线路短路发生的次数设置风致输电线路短路的等级；
所述的风致输电线路短路等级为低风险、中风险和高风险。
3.如权利要求1所述的一种高空输电线异物检测方法，其特征是，对所述的待检测的高空输电线的目标图像和背景图像采用自适应中值滤波进行图像的预处理。
4.如权利要求1所述的一种高空输电线异物检测方法，其特征是，所述的目标图像与背景图像进行差分比对得到差分比对图像的具体步骤为：
通过特征提取的方法对目标图像和背景图像进行特征提取，将提取出的特征进行图像的匹配，根据匹配的结果计算得到匹配模型，针对目标图像根据已计算出的匹配模型进行重采样及变换，完成目标图像和背景图像的匹配。
5.如权利要求1所述的一种高空输电线异物检测方法，其特征是，对于所述的差分比对图像为非全零的差分比对图像进行二值化处理。
6.如权利要求5所述的一种高空输电线异物检测方法，其特征是，所述的二值化处理的步骤为：
将最高灰度值概率点按照预设的比重进行缩放，得到灰度最大值和灰度最小值，根据灰度最大值和灰度最小值通过差分公式作差得到自适应阈值；
根据自适应阈值对非全零的差分比对图进行二值化处理，将灰度值大于自适应值的像素点灰度值设置为1，将灰度值小于自适应阈值的像素点的灰度值设置为0。
7.如权利要求5所述的一种高空输电线异物检测方法，其特征是，对二值化的差分比对图像还进行中值滤波、膨胀和腐蚀操作。
8.一种高空输电线异物检测系统，其特征是，
获取模块，其被配置为：获取待检测的高空输电线的目标图像、待检测的高空输电线无异物状态的图像以及待检测高空输电线当前的风速情况；将待检测的高空输电线的无异物状态的图像作为背景图；
图像处理模块，其被配置为：模块将所述的目标图像与所述的背景图像进行差分比对，得到差分比对图像；
判断模块，其被配置为：判断所述的差分比对图像是否为全零的比对图，若是，则输出待检测的高空输电线无异物存在，若否，则输出待检测的高空输电线上有异物存在；
预警模块，其被配置为；通过当前的风速情况和异物的存在情况，结合待检测输电线路所在区域的历史数据输出异物预警。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种高空输电线异物检测方法中的步骤。
10.一种处理装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种高空输电线异物检测方法中的步骤。
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