基于视频监控的输电线路风偏检测研究

发布时间：2017-05-18 22:03

  本文关键词：基于视频监控的输电线路风偏检测研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：输电线路风偏事故是经常发生的电网事故之一,常导致线路跳闸、风偏放电、导线电弧烧伤、断线等问题,严重影响电力系统运行,一旦出现事故将会导致巨大的经济损失。通过研究显示输电线路风偏检测方法还存在很多问题:基于风偏计算模型的方法,需要建立复杂的风偏模型,其模型不能将各种影响参数都考虑详尽,且测量的参数误差较大、计算复杂,计算出的风偏角准确度低;基于传感器检测的方法,其传感器一般安装在绝缘子串接地端,容易导致误判,且要求传感器长时间工作在高压、强磁场等恶劣环境下;除此外,现有方法都忽略了绝缘子串柔性的事实,计算出的偏移量与实际相差一个偏移系数。基于上述考虑,提出一种基于摄像机测距的输电线路风偏检测方法。通过摄像头采集绝缘子串图像,对图像进行相关预处理,利用图像分割实现绝缘子串前景与背景的分离。在此基础上,根据形态学腐蚀,去除极小面积的噪声,通过标记连通区域,根据连通区域面积剔除小面积区域,成功获得绝缘子串区域。对其进行骨架提取,确定绝缘子串两端端点坐标,根据摄像机测量原理及摄像机标定结果,实现绝缘子串实际偏移量的计算。本文的主要工作及创新点总结如下:(1)深入分析了输电线路风偏相关理论,对比现有几种风偏检测方法优缺点,设计一种输电线路风偏视频监测系统方案,并对系统硬件的主要部分进行比较选择。(2)对视频监控中由于环境、噪声、光照等导致的图像问题,采用图像预处理方法,主要对图像增强和特殊场合下的图像预处理方法进行研究,研究对比多种雾天图像的处理算法后,选择暗通道算法进行雾天图像的处理。(3)研究了针对绝缘子串的图像特征的绝缘子串区域提取。利用图像分割、形态学处理、标记连通区域等方法对绝缘子串图像进行处理,提取绝缘子串区域。(4)提出一种基于摄像机标定相的风偏检测方法,通过摄像机标定实验测得摄像机的相应参数,针对风偏测量建立相应计算模型,推导风偏量计算表达式。对识别出来的绝缘子串进行骨架提取,成功获得绝缘子串两个端点坐标,继而计算相应的风偏量,本文计算的风偏量考虑到了绝缘子串柔性的事实,理论上计算结果比直接视为刚体更为准确。
【关键词】：绝缘子串 风偏 图像预处理 图像分割 摄像机测距
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM75;TN948.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-12
• 1.3 论文研究内容及结构安排12-14
• 2 输电线路风偏理论14-21
• 2.1 风偏角计算方法14-17
• 2.1.1 常规计算法14
• 2.1.2 刚性直杆模型法14-15
• 2.1.3 弦多边形法15-17
• 2.2 输电线路风偏检测方法17-20
• 2.2.1 基于风偏角计算模型的检测方法17
• 2.2.2 基于传感器的风偏检测方法17-19
• 2.2.3 基于视频的风偏检测方法19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 基于视频的输电线路风偏监测系统方案21-26
• 3.1 传统输电线路风偏在线监测系统21-22
• 3.2 输电线路风偏视频监控系统22-25
• 3.2.1 主控单元23
• 3.2.2 摄像机23-24
• 3.2.3 电源供电24-25
• 3.2.4 数据传输25
• 3.3 本章小结25-26
• 4 视频监控中图像预处理26-35
• 4.1 图像增强27-29
• 4.1.1 直方图均衡化27-28
• 4.1.2 图像滤波28-29
• 4.2 特殊场合的预处理29-34
• 4.2.1 雾天图像处理29-33
• 4.2.2 暗光图像处理33-34
• 4.3 本章小结34-35
• 5 绝缘子串图像分割及提取35-51
• 5.1 图像分割36-38
• 5.2 基于HSI彩色空间的绝缘子串图像分割38-41
• 5.3 绝缘子串图像边缘检测41-43
• 5.4 基于二维最大熵的绝缘子串图像分割43-47
• 5.4.1 图像的熵43
• 5.4.2 二维最大熵图像分割法43-47
• 5.5 形态学处理47-50
• 5.6 本章小结50-51
• 6 基于摄像机测距的风偏检测研究51-68
• 6.1 摄像机标定51-59
• 6.1.1 摄像机标定原理51-53
• 6.1.2 摄像机标定实验53-59
• 6.2 风偏测量模型59-61
• 6.3 本文输电线路风偏检测总体流程61-63
• 6.4 绝缘子串风偏检测63-67
• 6.5 本章小结67-68
• 7 总结与展望68-70
• 7.1 总结68
• 7.2 展望68-70
• 参考 文献70-74
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果74-75
• 致谢75-76

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本文编号：377197