第1期 傅博，等：输电线路巡检图像智能诊断系统 ·71 稳定性和准确率。 1 目前国内外在电力图像检测领域的研究主要是 算法介绍 针对常见的线路缺陷类型或特定问题进行检测、识 11算法总体概述 别，例如输电线断股、螺丝脱落、绝缘子破损、防振锤 出于实际需要，系统集成了“线上悬挂异物”、 破损、线夹破损、间隔棒的定位等。国外方面 “线路断股”、“间隔棒断裂”、“玻璃绝缘子自爆”、 Wai Ho Li博士研究的算法能够通过对导线的定位 “导线磨损”等几种缺陷检测算法。 以及对导线间断点的分析，判断出间隔棒的位 “线上悬挂异物”和“线路断股”两种算法均利 置[)。国内方面刘国海等通过简单的区域几何特 用LSD对导线进行定位并计算沿线矩阵的迹，设定 性分析，并结合遗传径向基网络实现绝缘瓷瓶的识 不同的阈值，来判断导线上是存在异物还是存在断 别[6。魏振中等通过霍夫变换结合投影统计实现 股现象。 导线检测与缺陷识别，并在阈值法图像分割的基础 “玻璃绝缘子自爆算法”在Lab特征空间中，采 上，使用查询模板与置信度分析相结合的方法实现 用Osu法定位绝缘子，再通过计算绝缘子各部件间 绝缘子与障碍物的判别)。王晓鹏等对输电设备 的相似性并搜索相似度最小值，从而估计绝缘子缺 积冰的图像分析方法进行了研究，提出了基于小波 陷所处的位置。 变换以及浮动阈值的釉积冰检测以及基于优化阈值 “间隔棒断裂”算法将图像进行二值化处理后， 与图像形态学操作的不透明雾淞积冰识别算法[劉。 计算连通域的个数，如果个数大于1，则认为存在间 总的来说，该方向的研究工作仍处于理论研究 隔棒断裂情况。 与仿真测试阶段。根据所查，目前尚无整合多种算 算法均被封装为动态链接库的形式，被主程序 法，对图像进行批量检测，并对缺陷检测的整个流程 调用，方便日后的升级维护。 进行管理的系统应用。本文提出了一种输电线路巡 1.2“导线磨损”检测算法分析 检图像检测系统，该系统使用多种智能缺陷诊断算 本节主要以“导线磨损检测”为例，对算法的检 法，用于巡检图片的批量检测工作，并能够对图像信 测原理进行介绍。 息进行集中管理，最终可以将分析结果输出为标准 “导线磨损”检测算法针对导线上的磨损缺陷 格式的检测报告。减少了人力工作量，提高了工作 进行检测。检测流程可以分为4步，如图1所示。 效率，也保证了缺陷检测的准确率。 原始图像 图 灰度图转化 二值化处理 像特征 水平投影获取直方图 处理 高斯滤波 取 信号周期分析 加 感 线路边缘提取 周期性特点 特 趣区 保留线路区域 :满足周期性特 的 :点，无缺陷 不满足周期特 7 检测结果 点，存在缺陷 别 取 图像裁剪与旋转 记录 检测完毕 图1“导线磨损”检测算法流程图 Fig.1 Flow diagram of "conductor abrasion"detection algorithm稳定性和准确率。 目前国内外在电力图像检测领域的研究主要是 针对常见的线路缺陷类型或特定问题进行检测、识 别，例如输电线断股、螺丝脱落、绝缘子破损、防振锤 破损、线夹破损、间隔棒的定位等［１⁃４］ 。 国外方面 Ｗａｉ Ｈｏ Ｌｉ 博士研究的算法能够通过对导线的定位 以及对 导 线 间 断 点 的 分 析， 判 断 出 间 隔 棒 的 位 置［５］ 。 国内方面刘国海等通过简单的区域几何特 性分析，并结合遗传径向基网络实现绝缘瓷瓶的识 别［６］ 。 魏振中等通过霍夫变换结合投影统计实现 导线检测与缺陷识别，并在阈值法图像分割的基础 上，使用查询模板与置信度分析相结合的方法实现 绝缘子与障碍物的判别［７］ 。 王晓鹏等对输电设备 积冰的图像分析方法进行了研究，提出了基于小波 变换以及浮动阈值的釉积冰检测以及基于优化阈值 与图像形态学操作的不透明雾凇积冰识别算法［８］ 。 总的来说，该方向的研究工作仍处于理论研究 与仿真测试阶段。 根据所查，目前尚无整合多种算 法，对图像进行批量检测，并对缺陷检测的整个流程 进行管理的系统应用。 本文提出了一种输电线路巡 检图像检测系统，该系统使用多种智能缺陷诊断算 法，用于巡检图片的批量检测工作，并能够对图像信 息进行集中管理，最终可以将分析结果输出为标准 格式的检测报告。 减少了人力工作量，提高了工作 效率，也保证了缺陷检测的准确率。 １ 算法介绍 １．１ 算法总体概述 出于实际需要，系统集成了 “线上悬挂异物”、 “线路断股”、“间隔棒断裂”、“玻璃绝缘子自爆”、 “导线磨损”等几种缺陷检测算法。 “线上悬挂异物”和“线路断股”两种算法均利 用 ＬＳＤ 对导线进行定位并计算沿线矩阵的迹，设定 不同的阈值，来判断导线上是存在异物还是存在断 股现象。 “玻璃绝缘子自爆算法”在 Ｌａｂ 特征空间中，采 用 Ｏｓｔｕ 法定位绝缘子，再通过计算绝缘子各部件间 的相似性并搜索相似度最小值，从而估计绝缘子缺 陷所处的位置。 “间隔棒断裂”算法将图像进行二值化处理后， 计算连通域的个数，如果个数大于 １，则认为存在间 隔棒断裂情况。 算法均被封装为动态链接库的形式，被主程序 调用，方便日后的升级维护。 １．２ “导线磨损”检测算法分析 本节主要以“导线磨损检测”为例，对算法的检 测原理进行介绍。 “导线磨损” 检测算法针对导线上的磨损缺陷 进行检测。 检测流程可以分为 ４ 步，如图 １ 所示。 图 １ “导线磨损”检测算法流程图 Ｆｉｇ．１ Ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ “ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ａｂｒａｓｉｏｎ” ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ 第 １ 期 傅博，等：输电线路巡检图像智能诊断系统 ·７１·