輸電線路上異物種類檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及供電設備管理領域，尤其涉及一種輸電線路上異物種類檢測方法。
【背景技術】
[0002]在輸電電網的日常維護中，維護對象包括輸電設備和輸電線路，其中輸電線路因為位置固定、數量相對較少，易于維護人員定點進行檢查和維修，然而，輸電線路作為電力的載體，其分布范圍極其廣泛，使用人力維護，成本較高，而且輸電線路一般被架在空中，很難用肉眼去觀察輸電線路的具體情況，對應霧霾天氣下的輸電線路，其具體情況更難于人工觀測。
[0003]但是，如果不去對輸電線路進行日常維護，會出現類似塑料袋、氣球、風箏和樹枝的異物不時將輸電線路纏繞的情況，這些異物使得高電壓的極限放電距離縮短，嚴重時會危及電網安全，造成大面積停電，甚至導致嚴重人員傷害和設備故障。目前對輸電線路的日常維護還是采用人工巡線的方式，如上所述，由于輸電線路跨度區域廣、所在地理環境復雜，人工巡線不僅給人員帶來較大的工作強度，人員成本高，而且檢測速度較慢，效率低下，尤其在霧霾嚴重的天氣下，維護人員無法用肉眼觀測到輸電線路上的異物類型。
[0004]因此，需要一種新的輸電線路維護系統，能夠替換人工巡線的方式，采用電子檢測的方式對輸電線路進行快速高效的檢測，能夠保證即使在霧霾天氣下也可以及時、準確地識別出輸電線路上異物種類，從而在維護輸電電網安全運電的同時，提高了維護效率，減少了人工開銷。
【發明內容】
[0005]為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了一種輸電線路上異物種類檢測方法，其包括:利用線陣數碼航空攝影機對輸電線路進行圖像采集，以獲得輸電線路圖像；利用異物種類識別設備對所述輸電線路圖像進行圖像處理，以識別出所述輸電線路圖像中的異物的種類；利用數字信號處理器根據所述識別出的異物種類確定是否向供電管理平臺發出異物報警信號，其中所述數字信號處理器的型號為TMS320LF2407A。
[0006]優選地，本發明的輸電線路上異物種類檢測方法進一步包括利用去霧圖像處理器對所述輸電線路圖像進行去霧霾處理以獲得去霧霾輸電線路圖像的步驟。
[0007]優選地，所述線陣數碼航空攝影機、所述異物種類識別設備和所述數字信號處理器構成輸電線路上異物種類檢測平臺，其設置在無人機上，用以實施本發明的檢測方法。因此，根據本發明的另一個方面，本發明還提供了一種輸電線路上異物種類檢測平臺，所述檢測平臺設置在無人機上，包括線陣數碼航空攝影機、異物種類識別設備和數字信號處理器，所述數字信號處理器的型號為TMS320LF2407A，所述線陣數碼航空攝影機用于對輸電線路進行圖像采集，以獲得輸電線路圖像，所述異物種類識別設備與所述線陣數碼航空攝影機連接，用于對所述輸電線路圖像進行圖像處理，以識別出所述輸電線路圖像中的異物的種類，所述數字信號處理器與所述異物種類識別設備連接，用于根據所述識別出的異物種類確定是否向供電管理平臺發出異物報警信號。
[0008]進一步地，所述檢測平臺還包括:
[0009]供電電源，包括太陽能供電器件、蓄電池、切換開關和電壓轉換器，所述切換開關與所述太陽能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據蓄電池剩余電量決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉換器與所述切換開關連接，以將通過切換開關輸入的5V電壓轉換為3.3V電壓；
[0010]無線通訊接口，與遠端的供電管理平臺建立雙向的無線通信鏈路，用于接收所述供電管理平臺發送的控制指令，還用于將所述數字信號處理器發送的異物位置信息和異物報警信號轉發給所述供電管理平臺，所述控制指令包括輸電線路測量高度和輸電線路測量定位數據；
[0011]無人機驅動器件，用于在所述數字信號處理器的控制下，控制所述無人機飛赴空中測量位置，所述空中測量位置對應的定位數據包括輸電線路測量高度和輸電線路測量定位數據；
[0012]靜態存儲器，用于預先存儲各種異物的基準圖像模板以及預先存儲異物種類報警對照表，每一種異物的基準圖像模板為預先對每一種基準異物進行拍攝而獲得的圖像，所述異物種類報警對照表以異物種類為索引，保存了每一種異物種類的報警等級，報警等級越高，對應種類的異物對輸電線路的危害越大，所述靜態存儲器還用于預先存儲報警等級閾值，所述靜態存儲器預先存儲的所述異物種類報警對照表中的各種異物種類包括塑料袋、氣球、風箏和樹枝；
[0013]去霧圖像處理器，位于所述線陣數碼航空攝影機和所述異物種類識別設備之間，用于接收所述輸電線路圖像，對所述輸電線路圖像進行去霧霾處理以獲得去霧霾輸電線路圖像，替代所述輸電線路圖像，將所述去霧霾輸電線路圖像輸入所述異物種類識別設備。
[0014]更具體地，所述去霧圖像處理器包括:
[0015]霧霾濃度檢測子設備，位于空氣中，用于實時檢測無人機所在位置的霧霾濃度，并根據霧霾濃度確定霧霾去除強度，所述霧霾去除強度取值在O到I之間；
[0016]整體大氣光值獲取子設備，與所述線陣數碼航空攝影機連接以獲得所述輸電線路圖像，計算所述輸電線路圖像中每一像素的灰度值，將灰度值最大的像素的灰度值作為整體大氣光值；
[0017]大氣散射光值獲取子設備，與所述線陣數碼航空攝影機和所述霧霾濃度檢測子設備分別連接，對所述輸電線路圖像的每一個像素，提取其R，G，B三顏色通道像素值中最小值作為目標像素值，使用保持邊緣的高斯平滑濾波器EPGF (edge-preserving gaussianfilter)對所述目標像素值進行濾波處理以獲得濾波目標像素值，將目標像素值減去濾波目標像素值以獲得目標像素差值，使用EPGF對目標像素差值進行濾波處理以獲得濾波目標像素差值，將濾波目標像素值減去濾波目標像素差值以獲得霧霾去除基準值，將霧霾去除強度乘以霧霾去除基準值以獲得霧霾去除閾值，取霧霾去除閾值和目標像素值中的最小值作為比較參考值，取比較參考值和O中的最大值作為每一個像素的大氣散射光值；
[0018]介質傳輸率獲取子設備，與所述整體大氣光值獲取子設備和所述大氣散射光值獲取子設備分別連接，將每一個像素的大氣散射光值除以整體大氣光值以獲得除值，將I減去所述除值以獲得每一個像素的介質傳輸率；
[0019]清晰化圖像獲取子設備，與所述線陣數碼航空攝影機、所述整體大氣光值獲取子設備和所述介質傳輸率獲取子設備分別連接，將I減去每一個像素的介質傳輸率以獲得第一差值，將所述第一差值乘以整體大氣光值以獲得乘積值，將所述輸電線路圖像中每一個像素的像素值減去所述乘積值以獲得第二差值，將所述第二差值除以每一個像素的介質傳輸率以獲得每一個像素的清晰化像素值，所述輸電線路圖像中每一個像素的像素值包括所述輸電線路圖像中每一個像素的R，G，B三顏色通道像素值，相應地，獲得的每一個像素的清晰化像素值包括每一個像素的R，G，B三顏色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值組成去霧霾輸電線路圖像。
[0020]更具體地，所述異物種類識別設備與所述去霧圖像處理器和所述靜態存儲器分別連接，包括小波濾波子設備、灰度化處理子設備、圖像分割子設備和異物匹配子設備；所述小波濾波子設備與所述去霧圖像處理器連接，用于對所述去霧霾輸電線路圖像進行小波濾波，以獲得濾波圖像；所述灰度化處理子設備與所述小波濾波子設備連接，基于濾波圖像中每一個像素的RGB三顏色分量值計算每一個像素的灰度值，以獲得灰度圖像；所述圖像分割子設備與所述灰度化處理子設備和所述靜態存儲器分別連接，對于灰度圖像，選取0-255每一灰度值作為分割灰度值對灰度圖像進行目標和背景的圖像分割，將圖像分割后目標和背景的灰度值方差最大的分割灰度值作為灰度分割閾值，使用灰度分割閾值對灰度圖像進行目標和背景的圖像