【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于圖像識別，具體涉及一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法及裝置。
技術介紹
1、隨著冰雪、霧霾、冰凍等惡劣氣候的頻繁發生，輸電線路覆冰積雪災害表現出不可抗拒性、極強的隨機性和不可預見性，輸電線路作為電力輸送的重要渠道面臨著重大考驗。輸電線路覆冰將會引發絕緣子閃絡、導線舞動、斷線倒桿和電力通信中斷等多種嚴重事故，對電力系統的安全穩定運行構成嚴重的威脅，并會造成巨大的經濟損失。此外輸電線路發生嚴重覆冰狀況通常伴隨著大風、暴雪等極端惡劣天氣條件，這將嚴重影響現有覆冰監測系統的通訊網絡。
2、當前的覆冰監測包括兩種，一種是人工手持電子卡尺進行測量，或者無人機搭載電子卡尺進行測量。由于無人機飛行過程中的振動和晃動，氣流、風力等外部因素的干擾，可能導致其飛行姿態發生變化，以及電子卡尺本身的測量誤差，都可能使得測量結果存在偏差，甚至可能無法獲取有效的測量數據。另一種是通過機器視覺進行覆冰長度的識別。由于覆冰本身的形狀、顏色和紋理等特性，在復雜多變的背景環境下，機器視覺可能難以準確地將覆冰與背景分離，邊緣的識別可能變得模糊，特別是在光線條件不好的情況下，可能導致無法準確地識別覆冰的長度，檢測結果的準確性會受到影響。
3、因此需要一種可以提高覆冰識別精度的監測方法。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法及裝置，其結構簡單、設計合理，采用不同波長的短波照射覆冰，增加覆冰的邊緣特征；并
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：包括以下步驟：
3、步驟一：無人機搭載相機和短波燈起飛；
4、步驟二：無人機朝向目標輸電線路飛行，相機和短波燈分別開始工作，短波燈具有波長范圍在390-480nm內、至少兩個不同波長的光信號，至少兩個不同波長的光信號以不同角度交替照射目標輸電線路的覆冰；
5、步驟三：參照物具有長度和指向，參照物進入相機視野以后，相機獲取覆冰在自然光下的圖像，記為t1，相機獲取覆冰在不同波長的光信號下的圖像，記為tj，j為不小于2的正整數；
6、步驟四：以圖像t1為基準，融合同一語境下覆冰在不同波長的光信號下的圖像tj，獲得融合圖像；
7、步驟五：以參照物和覆冰的比例，計算覆冰的厚度。
8、上述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：短波燈至少具有紫色的第一光信號和藍色的第二光信號，第一光信號的波長是390nm～450nm，第二光信號的波長是450nm～480nm。
9、上述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：步驟四的具體方法為：
10、步驟401：計算d1，d1表示t1圖像中參照物的對角線長度；計算di，di表示ti圖像中參照物的對角線長度；計算θi，θi表示ti圖像中參照物與參照物指向的邊界線之間的角度θi；0≤i≤j，i為正整數；
11、步驟402：以d1長度為基準縮放di，以θ1角度為基準旋轉θi，生成ti圖像的參照圖像；
12、步驟403：計算融合權重：基于長度di和波長計算初始權重，對初始權重進行歸一化，得到融合權重；
13、步驟404：基于融合權重和tj圖像的參照圖像中的像素值計算融合像素，得到融合圖像。
14、上述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：初始權重的計算公式為其中表示d1到dj的標準差，λi表示ti圖像在成像時的光信號波長，k表示光信號常數。
15、本專利技術的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：無人機、以及分別和無人機通信的無人機場和遙控器；
16、無人機的底部可拆卸連接有安裝板，安裝板的一側固定安裝有主控盒，主控盒內設置有主處理器，主處理器和相機有線連接，主處理器通過無線圖像傳輸模塊與無人機場通信，主處理器與遙控器內的從處理器通信連接，短波燈與主處理器之間連接有開關模塊，開關模塊接有電源模塊；
17、安裝板的另一側分別固定連接有相機安裝盒和短波燈安裝架，相機安裝盒與相機轉動連接，短波燈安裝架與短波燈固定連接，短波燈安裝架與安裝板之間的角度可調節，還包括可進入相機視角的參照物。
18、上述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：短波燈的外壁分別與固定桿的一端和移動桿的一端固定連接，固定桿的另一端轉動地套接于安裝板的通孔內，移動桿另一端可沿軌道移動，軌道開設在安裝板和主控盒的底面上；固定桿的桿身和移動桿的桿身通過連接桿固定連接。
19、上述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：移動桿的另一端與第一齒條的一端通過鏈條固定連接，第一齒條與第一齒輪嚙合，第一齒輪套接在第一電機的輸出軸上，第一電機與主處理器之間接有第一電機驅動模塊。
20、上述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：相機安裝盒內設置有第二電機，主處理器與第二電機之間安裝有第二電機驅動模塊，第二電機包括伸出相機安裝盒的第一動力輸出軸和第二動力輸出軸，第一動力輸出軸上套設有第一主動齒輪，第一主動齒輪與第一弧形齒條嚙合，第一弧形齒條設置在第一掛耳的空腔內，第一掛耳與相機的外殼固定連接；第二動力輸出軸上套設有第二主動齒輪，第二主動齒輪與第二弧形齒條嚙合，第二弧形齒條設置在第二掛耳的空腔內，第二掛耳與相機的外殼固定連接。
21、上述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：參照物為設置在相機鏡頭上的透明刻度條。
22、上述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：參照物為設置在相機前方的設置有刻度線的刻度桿，刻度桿連接在電動升降桿的一端，電動升降桿的另一端穿過安裝板后伸入主控盒。
23、本專利技術與現有技術相比具有以下優點：
24、1、本專利技術的結構簡單、設計合理，實現及使用操作方便。
25、2、本專利技術采用不同波長的短波照射覆冰，增加覆冰的邊緣特征，避免覆冰邊緣模糊，提高覆冰識別效率。
26、2、本專利技術采用不同波長的短波照射覆冰，并對不同波長的圖像進行融合，通過整合來自不同色彩、不同視角的多幅圖像，最大限度地提取各自信道中的有利信息，使得融合后的圖像含有更豐富的信息，從而提升了圖像信息的利用率。
27、3、本專利技術搭載參照物，由于參照物已知長度確定，因此采用簡單的比例算法，就可以計算得到覆冰厚度，計算簡便，誤差小且精度高，使用效果好。
28、綜上所述，本專利技術結構簡單、設計合理，采用不同波長的短波照射覆冰，增加覆冰的邊緣特征；并對不同波長的圖像進行融合，從而提升了圖像信息的利用率；并且無人機搭載參照物，計算簡便，誤差小且精度高。
29、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.按照權利要求1所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：短波燈(2)至少具有紫色的第一光信號和藍色的第二光信號，第一光信號的波長是390nm～450nm，第二光信號的波長是450nm～480nm。
3.按照權利要求1所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：步驟四的具體方法為：
4.按照權利要求1所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：初始權重的計算公式為其中表示D1到Dj的標準差，λi表示Ti圖像在成像時的光信號波長，k表示光信號常數。
5.一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：無人機(20)、以及分別和無人機(20)通信的無人機場(8)和遙控器(7)；
6.按照權利要求5所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：短波燈(2)的外壁分別與固定桿(161)的一端和移動桿(162)的一端固定連接，固定桿(161)的另一端轉動地套接于安裝板(10)的通孔內，移動桿(162
7.按照權利要求6所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：移動桿(162)的另一端與第一齒條(142)的一端通過鏈條固定連接，第一齒條(142)與第一齒輪(141)嚙合，第一齒輪(141)套接在第一電機(14)的輸出軸上，第一電機(14)與主處理器(6)之間接有第一電機驅動模塊(13)。
8.按照權利要求5所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：相機安裝盒(15)內設置有第二電機(17)，主處理器(6)與第二電機(17)之間安裝有第二電機驅動模塊(18)，第二電機(17)包括伸出相機安裝盒(15)的第一動力輸出軸和第二動力輸出軸，第一動力輸出軸上套設有第一主動齒輪，第一主動齒輪與第一弧形齒條(152)嚙合，第一弧形齒條設置在第一掛耳(151)的空腔(153)內，第一掛耳(151)與相機(1)的外殼固定連接；第二動力輸出軸上套設有第二主動齒輪，第二主動齒輪與第二弧形齒條嚙合，第二弧形齒條設置在第二掛耳的空腔內，第二掛耳與相機(1)的外殼固定連接。
9.按照權利要求5所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：參照物(11)為設置在相機鏡頭(113)上的透明刻度條(112)。
10.按照權利要求5所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：參照物(11)為設置在相機(1)前方的設置有刻度線的刻度桿(111)，刻度桿(111)連接在電動升降桿(12)的一端，電動升降桿(12)的另一端穿過安裝板后伸入主控盒(19)。
...【技術特征摘要】
1.一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.按照權利要求1所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：短波燈(2)至少具有紫色的第一光信號和藍色的第二光信號，第一光信號的波長是390nm～450nm，第二光信號的波長是450nm～480nm。
3.按照權利要求1所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：步驟四的具體方法為：
4.按照權利要求1所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測方法，其特征在于：初始權重的計算公式為其中表示d1到dj的標準差，λi表示ti圖像在成像時的光信號波長，k表示光信號常數。
5.一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：無人機(20)、以及分別和無人機(20)通信的無人機場(8)和遙控器(7)；
6.按照權利要求5所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：短波燈(2)的外壁分別與固定桿(161)的一端和移動桿(162)的一端固定連接，固定桿(161)的另一端轉動地套接于安裝板(10)的通孔內，移動桿(162)另一端可沿軌道(144)移動，軌道(144)開設在安裝板(10)和主控盒(19)的底面上；固定桿(161)的桿身和移動桿(162)的桿身通過連接桿(143)固定連接。
7.按照權利要求6所述的一種基于機器視覺的線路覆冰厚度監測裝置，其特征在于：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊碩，李殿俊，劉海龍，任熠明，慕金鵬，邊小浩，武鵬杰，付治國，李萬勝，張貴林，趙啟兵，
申請(專利權)人：國網河南省電力公司鶴壁供電公司，
類型：發明
國別省市：
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