一種區域內輸電鐵塔新增裂紋檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種裂紋檢測方法，具體的說是一種區域內輸電鐵塔新增裂紋檢測方 法。
【背景技術】
[0002] 輸電鐵塔作為基礎電力設施的一個重要組成部分，其安全運行意義重大。但由于 其長期裸露在外，常年受到雨水、日照、冰雪、溫差等自然環境的損害侵蝕，容易出現裂紋等 損傷等現象，且由于這些裂紋損傷十分微小，不易被發現，因此，對輸電線路的安全運行構 成了潛在隱患。目前，常見的輸電鐵塔裂紋檢測方法主要是搭載直升機，借助望遠鏡遠距離 對輸電鐵塔進行人工巡檢，但這種方法不僅效率低、耗資大且危險性高，不利于大范圍有效 展開。
[0003] 目前，在現有技術中，還沒有一種高效、合理的針對輸電鐵塔新增裂紋進行檢測的 方法。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提出一種區域內輸電鐵塔新增裂紋檢測方法，用以解 決上述問題。
[0005] 本發明的技術方案是:一種區域內輸電鐵塔新增裂紋檢測方法，首先，針對區域內 的所有輸電鐵塔進行統一編碼標識，建立輸電鐵塔信息數據庫;其次，進行原始裂紋圖像采 集、原始裂紋樣本圖像處理，并根據圖像處理結果建立裂紋分析模型;然后，進行非原始裂 紋所在區域圖像采集、非原始裂紋所在區域圖像處理;最后，進行新增裂紋識別判斷，即根 據裂紋分析模型，實現對非原始裂紋所在區域采集圖像中裂紋的識別判斷，并將識別判斷 存在新增裂紋的輸電鐵塔的裂紋信息推送到監管終端。
[0006] 具體步驟為：
[0007] Step 1:建立輸電鐵塔信息數據庫：將區域內所有的輸電鐵塔統一編碼標識，并將 對所有編碼標識的輸電鐵塔的位置信息、監管信息登記記錄，建立輸電鐵塔信息數據庫；
[0008] Step2:原始裂紋樣本圖像采集:對區域內輸電鐵塔的所有裂紋圖像進行采集，登 記記錄每一個裂紋圖像所在鐵塔上的位置以及所在鐵塔編碼標識的信息后，將裂紋圖像存 儲到數據中心，并建立原始裂紋樣本圖像數據庫；
[0009] Step3:原始裂紋樣本圖像處理:對數據中心存儲的所有裂紋圖像分別進行圖像預 處理、圖像分割、圖像特征提取，并將圖像處理結果儲存至數據中心；
[0010] Step4:建立裂紋分析模型：
[0011] Step4.1:構建三維空間模型：首先，分別以圓度、最小包含矩形的面積、最小包含 矩形的長寬比作為三維空間中的三個維度，構造一個三維空間；其次，數據中心調出圖像處 理結果的所有特征參數;然后，依次將每一個特征參數中的圓度、最小包含矩形的面積、最 小包含矩形的長寬比分別對應三維空間中的三個維度，且根據特征參數中的圓度、最小包 含矩形的面積、最小包含矩形的長寬比的數值大小，最后將每一個特征參數映射成三維空 間中的一個點；
[0012] Step4.2:聚類分析:采用κ-means算法對構建的三維空間模型中的所有點進行聚 類分析，記為:V=[Vi，V2，V3,…，Vi](i = l，2,3,…）；
[0013] Step5:非原始裂紋所在區域圖像采集:數據中心調用輸電鐵塔信息數據庫、原始 裂紋樣本圖像數據庫中的數據，并將數據發送給衛星系統，衛星系統接收到數據后，以輸電 鐵塔的編碼作為唯一標識，并按照編碼的順序依次對區域內輸電鐵塔的非原始裂紋所在區 域進行圖像米集；
[0014] Step6:非原始裂紋所在區域圖像處理:對數據中心存儲的非原始裂紋所在區域圖 像進行圖像預處理、圖像分割、圖像特征提取，并將圖像處理結果儲存至數據中心；
[0015] Step7:新增裂紋識別判斷：調用數據中心的存儲數據，將Step6中所有的標記區域 的特征參數映射到所建立的裂紋分析模型中，并逐一計算判斷每個標記區域的特征參數是 否屬于V的某一子類V 1:
[0016] 1、判斷為"是"，則提取該標記區域的特征參數所在圖像所對應的輸電鐵塔的編 碼，并以此為標識對判斷結果進行存儲；
[0017] 2、判斷為"否"，選取下一個標記區域的特征參數繼續判斷;直到遍歷所有標記區 域的特征參數；
[0018] steps:裂紋信息推送;數據中心調出Step7中的存儲結果，依據其存儲的標識，并 結合查詢Stepl中輸電鐵塔信息數據庫，依次將被識別判斷存在新增裂紋的輸電鐵塔的裂 紋信息推送到監管終端。
[0019] 所述非原始裂紋所在區域圖像采集方法具體為：
[0020] (1)數據中心調用Stepl中建立的輸電鐵塔信息數據庫、Step2中建立的原始裂紋 樣本圖像數據庫中的數據，并將數據傳輸給衛星系統;衛星系統收到數據中心發送的數據 后，對數據進行解析，解析完成后，按照Stepl中對輸電鐵塔的編碼順序，并選取第一個編碼 所對應的輸電鐵塔作為當前輸電鐵塔；
[0021] (2)衛星系統利用當前輸電鐵塔的位置信息進行定位，定位成功后，通過調用 Step2中建立的原始裂紋樣本圖像數據庫中的數據對當前輸電鐵塔的非原始裂紋所在區域 進行圖像采集，并將采集后的圖像以及當前輸電鐵塔的編碼一起發送回數據中心；
[0022] (3)數據中心成功接收后，首先，以當前輸電鐵塔的編碼為標識對所接收圖像進行 存儲;然后，查詢判斷當前輸電鐵塔的編碼是否為Stepl中輸電鐵塔的編碼順序中最后一個 編碼：
[0023]①判斷為"是"，數據中心向衛星系統發出"結束"指令，衛星接接收到指令后，結束 對區域內所有輸電鐵塔的圖像采集任務；
[0024]②判斷為"否"，數據中心向衛星系統發出"成功接收"指令，衛星接收到指令后，結 束對當前輸電鐵塔的圖像采集，并按照Stepl中輸電鐵塔的編碼順序選取下一個輸電鐵塔 作為當前輸電鐵塔；
[0025] (4)重復(2)、（3)步驟，直到當前輸電鐵塔為Stepl中輸電鐵塔的編碼順序中的最 后一個輸電鐵塔。
[0026] 所述圖像預處理、圖像分割、圖像特征提取具體步驟為：
[0027] (1)圖像預處理：
[0028] ①對原始圖像進行灰度處理；
[0029] ②采用中值濾波的方法對灰度圖像進行濾波，去除噪聲；
[0030] ③采用Roberts梯度算法對去噪后的灰度圖像進行銳化處理，增強圖像中的邊緣 部分和灰度值突變部分；
[0031] (2)圖像分割：
[0032] (2.1)采用Canny算子對預處理后的圖像進行邊緣檢測;其具體步驟如下：
[0033] ①將預處理后的圖像與高斯濾波器進行卷積運算，使用一階差分因子，計算圖像 中圖像梯度的方向和幅值；
[0034]②遍歷圖像，確定邊緣點；
[0035]③采用雙閾值算法檢測、連接邊緣；
[0036] (2.2)使用膨脹運算對圖像中存在邊緣的區域進行區域填充;再使用開運算，平滑 邊緣；
[0037] (3)圖像特征提出：
[0038]①對圖像中的每一個區域進行標記；
[0039] ②計算圖像中每一個標記區域的特征參數，包括：圓度、最小包含矩形的面積、最 小包含矩形的長寬比，并將圖像中每一個標記區域的特征參數存儲到數據中心。
[0040] 本發明的有益效果是：
[0041] 1、本發明專利針對傳統技術上裂紋低識別率的問題，通過對原始裂紋樣本圖像采 集、圖像處理，并基于對原始裂紋樣本圖像圖像處理所提取的特征參數建立裂紋分析模型， 提出了一種新的裂紋檢測方法，有效了解決了裂紋勢低識別率問題；
[0042] 2、本發明專利利用衛星系統采集圖像，并利用圖像處理等技術，不僅降低了勞動 成本，且大幅度提高了輸電鐵塔裂紋檢測的精確度，提高了工作效率，同時有效消除了輸電 鐵塔中潛在的安全隱患，為經濟社會的發展做出了重要貢獻。
【附圖說明】
[0043]圖1是本發明的步驟流程圖；
[0044] 圖2是本發明專利圖像處理的流程圖；
[0045] 圖3是本發明專利實施例2分