基于彩色区域识别快速报警指针识别算法

针对电力监测系统中使用的彩色仪表,提出了一种基于彩色区域识别的快速报警指针识别算法。传统直线检测采用Hough变换,具有存储空间大,计算时间长等缺点。创新性地将图像彩色信息和Hough变换相结合,通过识别指针所在的区域颜色,判断是否需要报警输出,并为下一步精确识别指针示数确定Hough变换的搜索范围,通过减小搜索范围来减少Hough算法需要的内存空间和计算时间。实验结果表明,改进算法比传统算法具有明显更高的效率。     

基于改进Canny算子的绝缘子裂纹检测研究

为解决绝缘子图像中由于背景的复杂性 导致边缘检测 存在噪声及伪目标问题,提出了基于二维阈值分割的Canny算子边缘优化法。首先,在HSI颜色空间通过对S分量进行强化,有效弱化背景,突出绝缘子目标;其次,针对传统canny算子在提取绝缘子边缘时由于部分噪点突出导致检测裂纹的精度较低,提出对Canny算子中的阈值选取进行改进,采用二维直方图灰度-局部方差法对经预处理的图像进行阈值处理。所提改进算法能够有效优化绝缘子航拍图像处理结果,提高检测绝缘子裂纹准确率。     

一种利用边缘方向直方图检测绝缘子的方法

在图像/视频中自动检测和定位绝缘子是绝缘子故障诊断重要前提,但是目前还没有高效的、成本较低的检测绝缘子方法。本文提出了一种利用边缘方向直方图定位绝缘子的方法。首先,分别计算图像子块和模板的边缘方向矢量,并通过矢量变换得到变形模板的边缘方向矢量;之后,针对分块的图像,通过模板与之边缘方向矢量匹配,得到绝缘子的候选区域;而后,对候选区域进行连续性判断,从而实现绝缘子的准确定位。实验表明该算法能够较好地在图像/视频中检测和定位绝缘子。     

基于ROEWA与Hough变换的SAR图像边缘检测

指数加权平均比率(ROEWA)算子是SAR图像常用多边缘检测算子之一,但该算子只能检测图像的边缘强度,无法得到边缘的方向。为此利用Hough变换优秀的抗噪性能和方向选择性,提出了一种基于Hough变换的SAR图像边缘方向计算方法。首先使用ROEWA算子对SAR图像进行边缘检测,然后在传统非极值抑制定位方法的基础上,进一步细化边缘,最后利用Hough变换对细化后图像计算边缘方向。SAR图像对比实验结果表明,该方法能够更准确地计算边缘位置与边缘方向,为SAR图像线性目标检测提供了一条有效途径。     

一种快速响应码图像的分割和校正方法

首先分析快速响应码图像的定位特征模式,提出一种基于一维特征模板匹配及利用图像一维扫描波形快速定位条码区域的方法,并在实现图像方位归一化后,对条码边界进行Hough变换得到边界直线和顶点位置,最后利用控制点变换和双线性插值方法实现条码几何失真校正和大小归一化,得到只包含条码的图像。实验表明这些算法能有效消除图像中无关信息和笔迹污染的干扰,并能校正几何失真。最后得到的条码图像可以进一步由条码符号识别算法和解码算法等进行处理。     

基于红外热点的电力缺陷检测方法

针对直升机电力巡检拍摄到的实时红外视频序列,寻找定位高温点并实时反馈给控制系统,首先对其进行Hough变换检测输电线,然后采用Otsu自适应阈值算法对红外图像中的热点区域进行分割,提取出缺陷区域,接着利用SIFT特征匹配识别红外图像中的绝缘子,最后对缺陷进行分类和分级。实验证明该算法发热点定位准确率较高,可智能识别缺陷,减轻了人工作业负荷。     

基于霍夫变换和RANSAC算法的绝缘子定位方法

对绝缘子进行定位是实现其非接触式爬电距离测量的前提条件,为此本文依据绝缘子自身所具有的形态和分布特点,提出一种基于霍夫变换和RANSAC算法的绝缘子定位方法.首先利用Canny边缘检测获取绝缘子的边缘特征,并依赖其形似圆的特点结合霍夫圆变换进行检测;接着依据其在串中间距大体相等且串似直线的特点,利用修正的RANSAC算法提取圆心构成直线;最后遍历直线用红色矩形框对其进行有效定位.实验结果表明,本定位方法可对绝缘子进行有效定位,为绝缘子爬电距离的计算等后续研究提供了基础.     

基于改进FasterRCNN的绝缘子异常检测

绝缘子在保证电力传输安全性方面起着重要作用,为提高绝缘子异常检测效率,提出了一种基于改进的FasterRCNN目标检测模型并将其应用于绝缘子检测中。首先,通过无人机采集航拍的图像样本,利用水平翻转、旋转变换、色域变换等通用图像增强方法扩增样本数量,采用LabelImg标注工具对各图像样本进行标注,完成绝缘子数据集的搭建。通过K-means聚类计算得到绝缘子数据集的最优先验锚框。针对破碎绝缘子占比小的问题,提出一种拷贝数据增强的方法,解决绝缘子不均衡问题。最后,通过实验对比分析了主干网络、拷贝数据增强和FocalLoss对网络性能的影响,得出结论:所提出的改进FasterRCNN模型提升了绝缘子检测的准确率,通过ResneSt101主干网络、拷贝数据增强以及FocalLoss,最终绝缘子数据集的mAP(平均精度均值)达到了68.3%,高于FasterRCNN基线6.8%。     

一种新的快速Hough变换圆检测方法

Hough变换圆检测(HTCD)存在计算量大和占用内存空间大的缺点,严重影响了该方法的计算效率。提出了一种新的快速Hough变换圆检测(FHTCD)的新方法。首先通过下采样,得到缩小的图像;进行Hough变换圆检测,得到粗尺度的检测结果。将结果恢复到原始尺度,在其放宽的误差范围内建立新的参量空间;再次进行Hough变换,可以得到圆检测精确值。新的方法通过压缩和适度控制参量空间,大大减少了冗余信息带来的计算量,提高了检测效率。实验证明,新的方法计算所需的时间最多不到HTCD方法的1/15;在强抗干扰条件下,其检测速度优于随机圆检测方法,有较好的检测精度,能满足实时处理的要求。     

基于视觉的绝缘子定位与自爆缺陷检测

设计了一种绝缘子识别定位与自爆缺陷检测方法。识别定位算法首先使用最大类间方差法对绝缘子进行分割,然后提取绝缘子不变矩特征值,最后使用Adaboost分类器定位绝缘子位置。针对自爆绝缘子的形状特点,设计了计算相邻绝缘子的欧氏距离的检测方法。自爆缺陷检测方法在处理多个自爆点时检测效果较好,准确率达到87%。通过实验得出,方法准确率较好,更加适合在实际场景中应用。     

基于改进KNN边缘滤波算法的陶瓷绝缘子表面检测研究

高压线上陶瓷绝缘子全表面检测是保证其质量的重要一环,由于其表面复杂,目前主流是人工检测,漏检、错检无法避免。用带有机器视觉的自动化装置来检测陶瓷绝缘子是近年来的趋势,本文针对绝缘子的气泡、裂纹等主要缺陷进行识别,提出最优滤波器方法加大气泡缺陷对比度,对气泡ROI进行定位和提取,通过改进KNN边缘滤波来预处理图片,对裂纹进行定位识别,最后通过特征进行筛选。该方法能够快速、准确地识别陶瓷表面缺陷特征,识别效率在200 ms以内,识别率达到了98.2%,满足高压线陶瓷行业的精度需求。     

基于密集连接网络的航拍绝缘子旋转目标精准定位方法

为了实现架空线路巡检时绝缘子的精准定位和检测,提出了一种基于Dense-Block密集连接块与旋转框改进YOLOv5的绝缘子检测模型。该模型针对绝缘子长宽比较大和方向多变的特点,提出利用长边定义法为检测框增加角度信息,实现目标旋转框检测,有效提升绝缘子检测和定位的效果。同时为了增强特征的重新利用和传播,利用Dense-Block对模型中的残差模块进行改进,构建YOLOv5-dense检测模型。最后为了使YOLOv5-dense模型能够更加关注有效的特征信息,在主干网络尾部加入SimAM注意力模块对模型进行改进。实验之前,利用Retinex算法对输入绝缘子图像进行增强。实验结果表明,相较于原始YOLOv5算法,所提算法在平均准确率和每秒处理帧数方面都有提高。除此之外,与水平框检测算法相比,所提算法去除了检测结果中大量冗余的背景信息,实现了绝缘子区域更加精准的定位。     

基于ASIFT算法的绝缘子视频图像的识别与定位*

为了实现智能提取直升机巡检视频中的绝缘子图像,基于ASIFT原理的图像处理技术和数据库技术,提出了一种新的绝缘子图像识别与定位方法。该方法首先建立标准的绝缘子图库,通过改进UL－PCNN红外图像分割算法提取绝缘子特征值,然后将输电线路视频与标准图库中的绝缘子图片利用ASIFT算法进行匹配,进而识别和定位视频中的绝缘子。实验结果表明,ASIFT方法具备良好的抗绝缘子图像仿射变形性能,可以在少量人工辅助的条件下对图像进行处理,提高了架空输电线路绝缘子故障检测的自动化处理程度。     

复杂环境背景下绝缘子缺陷图像检测方法研究

针对处于复杂的环境背景下的电力绝缘子以及绝缘子缺陷的检测存在检测精度低、检测速度不高的实际问题,提出了一种改进YOLOv4(you only look once v4)算法的电力绝缘子图像以及存在缺陷的绝缘子检测的方法。通过制作电力绝缘子以及绝缘子存在缺陷的数据集,使用K-均值聚类(K-means)算法对电力绝缘子图像样本进行聚类,获得不同大小的先验框参数;然后通过改进平衡交叉熵(balanced cross entropy, BCE)引入一个权重系数,来增加损失函数的贡献程度;最后,通过增加空间金字塔池化结构(spatial pyramid pooling, SPP)前后的卷积层来加深网络的深度。实验结果表明,改进模型的单张检测时间为3.27 s,对于绝缘子缺陷平均检测精度比原始的YOLOv4算法提升了24.36%。同时通过改进后的YOLOv4算法在测试集上的平均精度均值(mean average precision, mAP)的值为84.05%,比原始的YOLOv4算法提升了17.83%,充分说明了能够很好的定位和识别电力绝缘子图像存在的缺陷。     

定向识别航拍绝缘子及其缺陷检测方法研究

针对现有绝缘子检测算法无法定向检测绝缘子及其缺陷的问题，提出了一种改进YOLOv5(you only look once v5,YOLOv5)算法的航拍绝缘子识别及其缺陷检测方法。通过定向标注航拍绝缘子图片，形成航拍绝缘子数据集和缺陷绝缘子数据集；在YOLOv5的主干特征提取网络引入轻量化注意力机制模块、在特征融合阶段使用改进的空间金字塔池化结构；通过改进YOLOv5网络的头部结构使其可以对绝缘子进行定向识别，并对损失函数添加角度损失分类。实验结果表明在检测时间由单张0.044 s到单张0.049 s并无显著增长的前提下，改进后的算法在测试集上的mAP(mean average precision)的值为95.00%,实现了定向识别绝缘子及其漏帽缺陷，还可应用到绝缘子视频流检测。为后续的绝缘子精确定位以及进一步故障检测打下良好基础。     

基于图像增强的瓷质绝缘子灰密程度检测方法

由于雾天、光线较暗等恶劣现场条件下采集到的绝缘子图像清晰度与可读性较低,绝缘子目标及盘面区域色彩特征的提取较难,导致现有的可见光图像污秽检测方法不具备通用性,为此提出了一种基于图像增强的瓷质绝缘子灰密程度检测方法。先用改进的带颜色恢复的多尺度Retinex(MSRCR)算法对采集到的绝缘子图像进行增强,提高图像的清晰度和对比度;然后,采用二维最小误差法结合形态学滤波分割提取出绝缘子盘面区域,分别提取6个通道的均值、最大值、最小值等7个特征量并用Fisher准则函数筛选出分类能力较强的特征Smean,Smax,Svar作为灰密程度判别特征;最后,用思维进化算法(MEA)优化反向传播(BP)神经网络进行仿真预测。实验结果表明,概率神经网络和粒子群优化算法优化BP神经网络的判别准确率分别为88.00%和93.00%,而所提方法的准确率可达95.00%,可以准确判别恶劣条件下的绝缘子灰密程度。     

基于单目视觉的机械臂灯具清洗定位系统

在机场嵌入式助航灯具自动清洗过程中,为了取得灯具发光口中心和机械臂的相对位置实现机械臂精准定位,设计了基于单目视觉的机械臂灯具清洗定位系统。首先,采用D-H法建立机械臂运动学模型;然后,根据夜间灯具发光的强逆光性以及环境干扰,提出一种优化阈值准则和缩小阈值搜索范围的改进Otsu算法对图像进行分割,再利用质心法提取灯具发光口中心位置;最后,在夜间条件下,进行实验分析并对定位误差采用最小二乘法进行补偿。实验结果表明,所设计的机械臂灯具清洗定位系统速度快、精度高,与传统Otsu算法和改进的随机霍夫变换算法相比,定位精度分别提高72.5%和55.5%,且平均定位精度达到8.7 mm,满足灯具清洗要求。     

基于Cycle-GAN的绝缘子图像生成方法

深度学习模型应用于输电线路绝缘子目标检测时,在训练样本方面存在公开样本集缺乏和优质样本不足的问题,为此提出一种基于循环一致性生成对抗网络(cycle-generative adversarial networks,Cycle-GAN)的绝缘子图像生成方法。首先分析绝缘子样本集,对绝缘子图像基于背景色彩特征进行风格域划分;之后在划分好的绝缘子风格域样本集基础上,采用Cycle-GAN生成绝缘子图像样本;最后,搭建分类网络验证生成图像用于扩充的有效性,并进一步探究了生成图像不同扩增比例对分类性能的影响。结果表明:绝缘子生成样本可一定程度上替代真实样本;生成图像不同扩充比例对网络性能影响不同,当扩充比例在40%~50%时,分类网络性能提升效果最佳。     

Flashover of contaminated nonceramic outdoor insulators in a wetatmosphere

This paper deals with the flashover mechanism and performance of contaminated nonceramic (also known as composite and polymeric) outdoor insulators under wet conditions. Two types of wetting that occur in service, namely fog and rain, were considered. Different profiles of line insulators having weathersheds made from material families such as, high temperature vulcanizing (HTV) silicone rubber (SR) and ethylene propylene (EP) diene monomer rubber, were evaluated. The results demonstrate that the performance, and hence the relative ranking of nonceramic line insulators is influenced by the wetting mode and insulator geometry; that flashover of contaminated insulators can occur with rain at a much lower contamination severity than with fog; and that the mechanism of contamination flashover under rain is significantly different from that under fog condensation. New insulator profiles have been identified and tested to show that they can provide improved flashover performance, when compared to existing designs. This work proves that a comprehensive evaluation of outdoor insulator performance can be obtained by performing flashover tests that include more than one form of wetting, and hence illustrates the limitations of current standard contamination tests that employ only one form of insulator wetting