本发明涉及一种检测系统，特别是一种用于检测高压输电线路中绝缘子异常的系统。
背景技术：
随着人民生活水平的不断提高和工农产业的快速发展，电力系统输电、供电的安全、可靠越来越受到重视。近几年我国电力企业大力发展超高压、特高压输电系统，绝缘子作为输电线路中十分重要的组成部分之一，其运行状态直接决定了电网输配电的安全、可靠性。为保证输电线路的安全可靠运行，在架空输电线路运行一段时间后，需要对运行中的绝缘子串进行检测，防止出现绝缘子击穿、短路等现象。
目前，国内基本都是采用人工高空作业的传统检测方式，由检修班组人员携带检测仪器开车至现场后，登上杆塔逐一检测所有绝缘子运行状态，这种方式劳动强度大、检测效率低、并且作业人员带电检测时具有一定安全风险。虽然市场上已经出现了一些检测绝缘子的机器人，但需要检修人员先将机器人安装到绝缘子上，再控制机器人运行以实现检测；同时，机器人对绝缘子的检测多为一次对绝缘子串的一个绝缘子片进行检测，完成对整个绝缘子串的检测需要极大的工作量。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种无需人工操作的，对绝缘子串进行整体检测的方案，快速识别绝缘子串工作异常状态，进一步的，还解决在无人操作下对绝缘子进行定位的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于检测高压输电线路中绝缘子异常的系统，包括：依次连接的图像采集单元、图像处理模块、特征提取单元和判别单元；所述图像采集单元用于采集绝缘子周围的电离层图像；所述图像处理模块用于对所述电离层图像进行处理，输出包含特征量的图像；所述特征量提取单元用于提取所述图像处理模块输出图像中包含的特征量；所述判别单元用于将所述特征量与预设阈值进行对比，根据对比结果判定所述绝缘子是否异常。
上述系统实现原理为：高压输电线绝缘子在电网工作时，因高压输电会发生电晕放电，使周围空气电离；同时，正常的绝缘子在电晕放电时，对周围空气的电离是规则、平滑的，而异常的绝缘子对周围空气的电离则会发生突变等不规则现象。通过图像采集单元获取电离空气层的图形，通过图像处理单元进一步处理后，由特征量提取单元获取绝缘子周围电离层的圆形度；正常工作的绝缘子周围电离层的圆形度和异常绝缘子的差异比较明显，通过设定正常绝缘子对应电离层圆形度为判别阈值，从而实现判别单元判别出异常绝缘子。
采用上述方案，实现对绝缘子整体上的检查，通过简单的图像处理识别，实现无人化操作。
进一步的，所述图像处理模块包括：依次连接的灰度处理单元、滤波单元、边缘提取单元和二值化处理单元；所述灰度处理单元连接于所述图像采集单元，用于对所述绝缘子电离层图像进行灰度处理，输出灰度图像；滤波单元对所述灰度图像进行滤波处理，滤除噪声；边缘提取单元用于对滤波后的图像进行边缘提取；所述二值化处理单元的另一端连接特征提取单元，用于对边缘提取后的图像进行二值化运算，输出二值化图像；所述特征量提取单元用于计算所述二值化图像的圆形度。优选的，滤波单元为高斯滤波器，二值化处理单元通过模拟电路实现图形的二值化处理。
采用上述方案，实现对电离层图像的处理，得到包含特征量的基础图像，进一步的，通过特征量提取单元获取二值化图像的圆形度，从而得到绝缘子异常与否的判别基础。
进一步的，所述图像采集单元连续采集两帧绝缘子电离层图像，所述图像处理模块还包括：连接于边缘提取单元和二值化处理单元之间的差分处理单元，用于对边缘提取单元提取后的两帧图像进行差分处理。优选的，差分处理单元通过模拟电路对图像进行差分运算。
采用上述方案，通过两帧图像的差分运算，增加判别基数，提高检测结果的准确性，增加系统的可靠性。
进一步的，所述图像采集单元连续采集三帧绝缘子电离层图像，所述图像处理模块还包括：连接于差分处理单元和二值化处理单元之间的逻辑运算单元，所述差分处理单元对边缘提取后的三帧图像的连续两帧进行差分运算，所述逻辑运算单元对差分运算后的两个对象进行与运算。逻辑运算单元可选为模拟电路，也可选为数字电路。
采用上述方案，进一步增加判别基数，通过对三帧图像的连续两帧进行差分，在将差分后的两个图形相与，使得到的结果更加可靠、准确。
进一步的，所述图像处理模块还包括：连接于所述二值化处理单元与特征提取单元之间的形态学处理单元：用于对所述二值化图像进行腐蚀运算和膨胀运算。
采用上述方案，通过腐蚀运算可消除图形中的平滑噪声，从而在计算图形圆形度时，增加正常绝缘子和异常绝缘子电离层的区别，提高判别准确性；通过膨胀运算可突出输出图形轮廓，即电离层的轮廓，从而便于特征提取单元获取电离层圆形度。
进一步的，所述系统还包括：定位模块，用于定位所述图像采集单元的位置。
采用上述方案，实现对绝缘子的定位，以便维护人员在获知到异常绝缘子时，快速到达现场。
进一步的，所述定位模块包括：位置标签单元和标签识别单元，所述位置标签单元设置于杆塔上，与所述杆塔向对应；所述标签识别单元与所述图像采集单元固定设置，用于识别所述位置标签单元，以获取所述位置标签单元所在的杆塔，从而获取所述图像采集单元采集的绝缘子电离层图像中，所述绝缘子对应所在的杆塔。
采用上述方案，通过位置标签单元和标签识别单元，由标签识别单元识别若干位置标签单元，实现对杆塔的定位，从而实现对杆塔对应的绝缘子的定位。
进一步的，所述图像采集单元为ccd相机或cmos相机。
采用上述方案，实现对电离层高像素的采集，从而提高检测准确率。
进一步的，所述边缘提取单元采用sobel算子或canny算子对图像进行边缘提取。
采用上述方案，实现对图像进行有效地边缘提取，从而实现图像的针对性输出，即电离层轮廓的针对性输出。
进一步的，所述位置标签单元为ic卡，所述标签识别单元为ic卡读卡器。
采用上述方案，无需为位置标签单元日常供电，减轻了系统复杂程度，提高了系统稳定性。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、通过对绝缘子电晕电离层的轮廓圆形度检测，实现对绝缘子的整体异常检测；
2、通过二/三帧图像的采集方案，提高了图像判别基数，提高了判别结果的准确性；
3、增加对图像的形态学处理，增加图像圆滑度，从而增加圆形度获取时，正常绝缘子电离层和异常绝缘子电离层圆形度的区别，提高判别准确性；
4、实现对绝缘子的定位，便于维护人员快速定位到异常绝缘子；
5、解决为定位模块位置标签单元的日常供电问题，精简了系统复杂程度，提高了系统稳定性；
6、本系统结构简单、设计合理、通用性高。
附图说明
图1是用于检测高压输电线路中绝缘子异常的系统的一个实施例；
图2是用于检测高压输电线路中绝缘子异常的系统的另一个实施例；
图3是定位模块的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例一公开了一种用于检测高压输电线路中绝缘子异常的系统，包括：依次连接的图像采集单元、图像处理模块、特征提取单元和判别单元；所述图像采集单元用于采集绝缘子周围的电离层图像；所述图像处理模块用于对所述电离层图像进行处理，输出包含特征量的图像；所述特征量提取单元用于提取所述图像处理模块输出图像中包含的特征量；所述判别单元用于将所述特征量与预设阈值进行对比，根据对比结果判定所述绝缘子是否异常。
优选的，所述图像采集单元为ccd相机或cmos相机。所述边缘提取单元采用sobel算子或canny算子对图像进行边缘提取。
参照附图1，基于实施例一，本实施例二公开了图像处理模块的结构：图像处理模块包括：依次连接的灰度处理单元、滤波单元、边缘提取单元、二值化处理单元和形态学处理单元；所述灰度处理单元连接于所述图像采集单元，用于对所述绝缘子电离层图像进行灰度处理，输出灰度图像；滤波单元为高斯滤波器，对所述灰度图像进行滤波处理，滤除噪声；边缘提取单元用于对滤波后的图像进行边缘提取；所述二值化处理单元用于：通过模拟电路对边缘提取后的图像进行二值化运算，输出二值化图像；形态学处理单元另一端连接特征量提取单元，用于对所述二值化图像进行腐蚀运算和膨胀运算。所述特征量提取单元用于计算经形态学处理后的二值化图像的圆形度。
基于实施例二，参照附图2，本实施例三公开了另一种用于检测高压输电线路中绝缘子异常的系统：所述图像处理模块还包括：连接于边缘提取单元的差分处理单元，连接差分处理单元的逻辑运算单元，逻辑运算单元连接二值化处理单元；所述图像采集单元连续采集三帧绝缘子电离层图像：k-1、k、k+1，所述差分处理单元对边缘提取后的三帧图像的连续两帧进行差分运算，所述逻辑运算单元对差分运算后的两个对象进行与运算。上述逻辑运算单元可选为模拟电路，也可选为数字电路。
基于上述任一实施例，参照附图3，本实施例四公开了系统的定位模块，用于定位所述图像采集单元的位置，包括：位置标签单元和标签识别单元，所述位置标签单元设置于杆塔上，与所述杆塔向对应；所述标签识别单元与所述图像采集单元固定设置,此处固定设置应理解为标签识别单元与图像采集单元的相对位置固定，不被限制为与图像采集单元一体设置，用于识别所述位置标签单元，以获取所述位置标签单元所在的杆塔，从而获取所述图像采集单元采集的绝缘子电离层图像中，所述绝缘子对应所在的杆塔。
优选的，上述位置标签单元为ic卡，上述标签识别单元为ic卡读卡器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。