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输电线路导线断股的图像检测方法

作　者: 李安
导　师: 程文刚
学　校: 华北电力大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 输电线断股检测图像处理
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着输电线路直升机巡检技术的应用和智能电网建设的逐步推进,电力线缺陷的自动检测越来越受到学者的关注。钢芯铝绞线作为我国长距离电力输配的主要材料,受风力、覆冰、温度等环境因素的影响,易产生局部疲劳损伤,最终引起局部断股。因此,输电线断股缺陷的自动检测的研究已具有十分重要的现实意义。本文是围绕如何利用图像处理和识别技术来检测输电线路中导线断股缺陷的问题展开的研究。首先,针对输电线图像的背景复杂、随机噪声多等特点,对输电线图像进行预处理操作。设计了基于分段线性灰度变换的图像增强方法、基于超限像素平滑法的图像去噪方法和基于改进的Sobel算子的输电线边缘检测方法,分别对输电线图像进行图像增强、去噪和边缘检测处理,有效的增强了图像中输电线的对比度、消除了随机噪声,进而使得输电线图像具有较好的边缘检测效果。然后,基于几种常用的直线检测方法的特点,设计了一种基于梯度方向信息的随机Hough变换和区域增长相结合的直线的提取算法,该方法有效的解决了随机Hough变换的易产生虚假直线的缺点,提高了直线提取的效率和正确率。并在此基础,基于输电线的两个假设：像素点灰度较低和输电导线为一条较长的直线(通常情况下是成立的),对输电线进行识别。最后,本文设计了一种基于目标模式匹配的输电线断股缺陷的检测和识别方法,并设计了断股缺陷点处的交叉点结构模板。实验证明本文设计的输电线断股检测方法能较好的检测出输电线路的断股缺陷,并且具有抗噪性强、运行时间短的优点。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题研究背景及研究意义  9-10
  1.2 国内外发展现状  10-13
    1.2.1 国内外输电线路断股检测的方法  10-11
    1.2.2 常用的直线提取算法  11-12
    1.2.3 基于图像处理的输电线断股缺陷检测存在的问题  12-13
  1.3 研究内容及成果  13-15
    1.3.1 研究内容  13-14
    1.3.2 课题的成果  14-15
第2章输电线图像的预处理  15-28
  2.1 输电线图像增强  15-18
    2.1.1 图像灰度变换  16
    2.1.2 输电线图像特征分析  16-17
    2.1.3 基于分段线性灰度变换的输电线图像增强处理  17-18
  2.2 输电线图像平滑去噪  18-19
  2.3 输电线图像的边缘检测  19-23
    2.3.1 边缘检测算法  20-21
    2.3.2 基于改进的Sobel算子的输电线图像的边缘检测算法  21-23
  2.4 实验与分析  23-27
  2.5 小结  27-28
第3章输电线的提取与识别方法  28-49
  3.1 直线提取检测方法  28-35
    3.1.1 Radon变换方法  28-30
    3.1.2 相位编组法  30-32
    3.1.3 Hough变换方法  32-35
  3.2 基于梯度信息的随机Hough变换和区域增长的直线提取算法  35-43
    3.2.1 基于梯度方向信息的随机Hough变换方法的直线提取  35-40
    3.2.2 基于区域增长的直线连接  40-43
  3.3 输电线的识别方法  43-46
    3.3.1 输电线特征分析  43-44
    3.3.2 输电线识别算法  44-46
  3.4 实验与分析  46-48
  3.5 小结  48-49
第4章输电线断股缺陷检测  49-58
  4.1 输电线断股处图像特点分析  49
  4.2 输电线断股缺陷检测算法  49-55
    4.2.1 基于目标匹配的输电线交叉点检测方法  50-53
    4.2.2 断股缺陷判断  53-55
  4.3 实验与分析  55-57
  4.4 小结  57-58
第5章总结与展望  58-60
  5.1 总结  58-59
  5.2 展望  59-60
参考文献  60-64
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  64-65
致谢  65-66
作者简介  66

输电线路导线断股的图像检测方法

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