输电线路上异物种类检测平台的制作方法_2

文档序号:8410326阅读:来源:国知局
字信号处理器与所述线阵数码航空摄影机、所述去雾图像处理器、所述异物种类识别设备、所述无人机驱动器件、所述无线通信接口和所述静态存储器分别连接,接收并解析所述控制指令以获得输电线路测量高度和输电线路测量定位数据,控制所述无人机驱动器件以驱动所述无人机飞赴空中测量位置,并在所述无人机飞赴空中测量位置后,进入异物识别模式;其中,所述数字信号处理器在异物识别模式中,启动所述线阵数码航空摄影机、所述去雾图像处理器和所述异物种类识别设备,基于所述异物图像匹配的异物种类在所述异物种类报警对照表中查找对应的报警等级,当查找到的报警等级大于等于所述报警等级阈值时,发出异物报警信号;所述数字信号处理器还基于空中测量位置和所述异物图案在所述灰度图像中的相对位置确定异物位置信息,所述异物位置信息包括异物长度、异物宽度以及异物的定位数据。
[0008]更具体地,在所述输电线路上异物种类检测平台中,所述线阵数码航空摄影机包括减震底架、前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单元,用于对输电线路进行图像采集,以获得输电线路图像。
[0009]更具体地,在所述输电线路上异物种类检测平台中,所述输电线路图像的分辨率为 3840X2160。
[0010]更具体地,在所述输电线路上异物种类检测平台中,小波滤波子设备、灰度化处理子设备、图像分割子设备和异物匹配子设备分别采用不同的FPGA芯片来实现。
[0011]更具体地,在所述输电线路上异物种类检测平台中,将所述线阵数码航空摄影机、所述去雾图像处理器和所述异物种类识别设备集成在一块集成电路板上。
【附图说明】
[0012]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述,其中:
[0013]图1为本发明的输电线路上异物种类检测平台的一实施例的结构方框图。
[0014]图2为本发明的输电线路上异物种类检测平台的又一实施例的结构方框图。
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图对本发明的输电线路上异物种类检测平台的实施方案进行详细说明。
[0016]现有技术中,对输电电网的输电线路异物的排查主要采用人工巡线方式进行,然而,随着高电压、大功率、长距离输电线路的发展,输电网络穿越的地理环境日趋复杂,依靠人工巡线排查输电线路异物变得越来越艰难,同时,雾霾天气的频繁出现,更提高了人工巡查的难度。
[0017]为了降低工作强度,提高工作效率,人们开始将目光转向电子的异物识别方式,即使用高清摄像机拍摄输电线路图像,以计算机智能处理的方式对输电线路图像中的异物进行识别,但是,由于输电线路分布的特殊性,需要一种能够灵活、快速移动的平台运载检测系统,而且,需要该检测系统能够克服雾霾天气的不利影响。目前,缺少这样的检测系统,而且,计算机智能处理的方式过于依靠计算机这一较大型设备,计算机智能处理的方式也没有实现对异物的准确定位。
[0018]本发明搭建了一种输电线路上异物种类检测平台,以无人机为检测平台,能够根据电力管理部门的供电管理平台所发送的控制指令,飞往目标输电线路,以超高清图像采集和处理的方式,加上去雾霾处理器件的使用,准确地解析出异物种类,并在无人机辅助设备的帮助下,实现对异物位置的高精度搜索。
[0019]图1为本发明的输电线路上异物种类检测平台的一实施例的结构方框图,所述检测平台设置在无人机上,包括线阵数码航空摄影机1、异物种类识别设备2和数字信号处理器3,所述数字信号处理器3的型号为TMS320LF2407A,所述线阵数码航空摄影机I用于对输电线路进行图像采集,以获得输电线路图像,所述异物种类识别设备2与所述线阵数码航空摄影机I连接,用于对所述输电线路图像进行图像处理,以识别出所述输电线路图像中的异物的种类,所述数字信号处理器3与所述异物种类识别设备2连接,用于根据所述识别出的异物种类确定是否向供电管理平台发出异物报警信号。
[0020]与图1不同的是,图2的输电线路上异物种类检测平台增加了去雾图像处理器4,位于线阵数码航空摄影机I和异物种类识别设备2之间。以下,对图2的输电线路上异物种类检测平台的结构方框图进行进一步的说明。
[0021]所述检测平台还包括:供电电源,包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器,所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接,根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电,所述电压转换器与所述切换开关连接,以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压。
[0022]所述检测平台还包括:无线通讯接口,与远端的供电管理平台建立双向的无线通信链路,用于接收所述供电管理平台发送的控制指令,还用于将所述数字信号处理器发送的异物位置信息和异物报警信号转发给所述供电管理平台,所述控制指令包括输电线路测量高度和输电线路测量定位数据。
[0023]所述检测平台还包括:无人机驱动器件,用于在所述数字信号处理器3的控制下,控制所述无人机飞赴空中测量位置,所述空中测量位置对应的定位数据包括输电线路测量高度和输电线路测量定位数据。
[0024]所述检测平台还包括:静态存储器,用于预先存储各种异物的基准图像模板以及预先存储异物种类报警对照表,每一种异物的基准图像模板为预先对每一种基准异物进行拍摄而获得的图像,所述异物种类报警对照表以异物种类为索引,保存了每一种异物种类的报警等级,报警等级越高,对应种类的异物对输电线路的危害越大,所述静态存储器还用于预先存储报警等级阈值,所述静态存储器预先存储的所述异物种类报警对照表中的各种异物种类包括塑料袋、气球、风筝和树枝。
[0025]所述去雾图像处理器4,位于所述线阵数码航空摄影机I和所述异物种类识别设备2之间,用于接收所述输电线路图像,对所述输电线路图像进行去雾霾处理以获得去雾霾输电线路图像,替代所述输电线路图像,将所述去雾霾输电线路图像输入所述异物种类识别设备2。
[0026]所述去雾图像处理器4包括以下部件:
[0027]雾霾浓度检测子设备,位于空气中,用于实时检测无人机所在位置的雾霾浓度,并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度,所述雾霾去除强度取值在O到I之间;
[0028]整体大气光值获取子设备,与所述线阵数码航空摄影机I连接以获得所述输电线路图像,计算所述输电线路图像中每一像素的灰度值,将灰度值最大的像素的灰度值作为整体大气光值;
[0029]大气散射光值获取子设备,与所述线阵数码航空摄影机I和所述雾霾浓度检测子设备分别连接,对所述输电线路图像的每一个像素,提取其R,G,B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值,使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF (edge-preserving gaussianfilter)对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值,将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值,使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值,将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值,将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值,取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值,取比较参考值和O中的最大值作为每一个像素的大气散射光值;
[0030]介质传输率获取子设备,与所述整体大气光值获取子设备和所述大气散射光值获取子设备分别连接,将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值,将I减去所述除值以获得
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