基于图像处理的输电线路覆冰厚度检测方法研究

发布时间：2020-10-09 14:04

　　架空输电线路是电力系统的重要构成部分,是其安全运行的基础。输电线路覆冰已成为危害线路安全稳定运行的重要因素,覆冰严重时会导致导线舞动、绝缘子闪络甚至是断线、倒塔等事故,给人们的生产和生活带来不便,同时也给社会财产带来巨大损失。因此研究一种监测输电线路覆冰厚度的方法对保证电网安全运作具有深远的意义。基于图像处理的输电线路覆冰检测方法,其核心思想是导线在覆冰后,它的径向宽度比未覆冰之前有所增加,增加的宽度就反映出覆冰的厚度。覆冰厚度的测量精度直接影响着融冰装置融冰电流和时间的设置,对线路除冰具有重要意义。在分析了现有基于图像法的输电线路覆冰厚度检测方法之后,针对其中图像去噪、边缘检测、覆冰厚度计算三个影响覆冰厚度测量精度的关键技术进行了分析改进。在图像去噪方面,针对传统去噪方法使边缘信息变得模糊,不利于后续边缘检测等缺点,提出改进压缩感知的图像去噪算法。首先对基于压缩感知的去噪重构模型进行了分析建模,然后提出利用最大值函数光滑化lp范数的方法改进去噪模型,接着通过离散化光滑函数的解序列来逼近最小lp范数的最优解。实验表明该方法不仅对图像有很好的去噪效果,而且能很好地保留图像的边缘信息完整,为后续边缘检测提供了条件。在边缘检测方面,首先研究了基于Canny算子边缘检测的原理,发现在应用Canny算子进行边缘检测的关键之处在于是否能够准确获取图像的高、低阈值。随后提出一种改进Canny算子的边缘检测方法,该方法使用最优阈值法计算得到Canny算子的高阈值,再利用高低阈值对应关系确定低阈值,通过设置目标检测区域,可以去掉图像背景,得到完整的覆冰导线边缘,消除伪边缘的影响。在覆冰厚度计算方面,提出分段式的厚度计算模型。首先考虑到架空输电线路有一定悬垂弧度,将图像中的输电线路分成若干等长的区段,这样就可以看作一段直线,求出每一小段中输电线路上下轮廓之间的平均宽度,然后为了避免由于局部的误差过大而导致总体结果的误差偏大,舍弃掉那些区段平均值严重偏离总体平均值的区段。最后对剩下的区段求总的均值,即导线在图像中的像素宽度。当输电线路覆冰厚度不同时,通过与传统检测方法进行对比实验,结果表明论文提出的覆冰厚度检测方法在测量精度上有了很大提高,验证了此方法的有效性和可行性。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP391.41;TM75
【部分图文】：

冰灾,事故图,输电线路,覆冰

压输电线路往往需要跨省架设，一条线路要同时经受不同的天气影响，这对电网的抗灾逡逑能力是一种极大的考验，而输电线路覆冰灾害就是其中最主要也是最常见的一种灾害［３］，逡逑图１．１显示了输电线路覆冰对电网造成的严重灾害。逡逑条邋Ｉ逡逑图１．１输电线路冰灾事故图逡逑当输电线路遭受严重覆冰灾害时，会导致导线舞动、绝缘子闪络甚至是断线、倒杆逡逑（塔）等问题＾１，输电线路的覆冰产生的严重后果可以分为以下三种：逡逑（１）

框图,厚度检测,覆冰,系统结构

３图像预处理技术介绍逡逑通过摄像机直接拍摄到的图像可能受到外界环境的污染从而导致出现噪声或者模糊不清等问题，这些问题会影响后续图像分割和提取边缘轮廓的精度。为了减少消除这些误差，可以将图像做灰度化、图像增强这些预处理。其流程图如图２．２所示，逡逑文将分别介绍图像预处理步骤。逡逑ｃ开始）逡逑逦Ｊ逦逡逑图像灰度化逡逑逦Ｊ逦逡逑图像增强逡逑

流程图,图像预处理,流程图,图像增强

逦逦１逡逑图２．１覆冰厚度检测系统结构框图逡逑２．３图像预处理技术介绍逡逑通过摄像机直接拍摄到的图像可能受到外界环境的污染从而导致出现噪声或者图逡逑像模糊不清等问题，这些问题会影响后续图像分割和提取边缘轮廓的精度。为了减少甚逡逑至消除这些误差，可以将图像做灰度化、图像增强这些预处理。其流程图如图２．２所示，逡逑下文将分别介绍图像预处理步骤。逡逑ｃ开始）逡逑逦Ｊ逦逡逑图像灰度化逡逑逦Ｊ逦逡逑图像增强逡逑Ｙ逡逑（结束逡逑图２．２图像预处理流程图逡逑１０逡逑

【相似文献】