一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统及方法

本发明涉及输电线路金具检测领域，尤其涉及一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统及方法。

背景技术：

1、我国南方区域湿度明显，四川省尤为突出。高湿环境诱发了输电线路金具表面锈蚀，在化学、电流等多重因素下，容易出现腐蚀断裂，特别是高硫污染形成的气溶胶和高湿地区水雾相结合，形成腐蚀性高酸型湿沉降环境，直接腐蚀金具，引起了断线，直接引起输电线路跳闸，影响着区域供电安全。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统，系统包括：

2、无人机端和地面控制端；

3、所述无人机端包括：无人机本体、图像模块、飞控系统主控芯片和通信模块；

4、所述图像模块、飞控系统主控芯片、通信模块均固定安装于所述无人机本体上；

5、所述地面控制端包括：地面远程控制模块、地面接收无线模块、地面pc端控制台；

6、所述图像模块与飞控系统主控芯片电性连接；

7、所述飞控系统主控芯片与所述通信模块通过无线网络连接；

8、所述通信模块与所述地面远程控制模块和地面接收无线模块通过无线网络连接；

9、所述地面接收无线模块与所述地面远程控制模块与所述地面pc端控制台通过无线网络连接。

10、进一步地，所述图像模块包括：瞄准器、结构光信号发射器和双目摄像头；所述瞄准器、结构光信号发射器和双目摄像头与所述飞控系统主控芯片电性连接。

11、进一步地，所述通信模块包括：上位机无线模块和远程无线遥控模块；所述上位机无线模块、所述远程无线遥控模块与所述飞控系统主控芯片电性连接。

12、进一步地，所述上位机无线模块与所述地面接收无线模块通过无线网络连接。

13、进一步地，所述远程无线遥控模块与所述地面远程控制模块通过无线网络连接。

14、一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别方法，应用于一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统，方法包括以下步骤：

15、s1、利用地面远程控制模块或远程无线遥控模块控制无人机本体悬停至输电线路待测金具的指定范围内；

16、s2、利用所述瞄准器对准待测金具的待测部位；

17、s3、利用所述双目摄像头采集待测部位图片；

18、s4、利用所述结构光信号发射器发射结构光，并利用双目摄像头采集带有结构光的图片；

19、s5、上位机无线模块将带有结构光的图片通过无线网络传输至地面接收无线模块；

20、s6、地面接收无线模块将带有结构光的图片传输至地面pc端控制台，并由地面pc端控制台对带有结构光的图片进行处理，获取金具表面锈蚀程度。

21、步骤s6中进行图片处理时，采用自动检测方法，所述自动检测方法分为两个部分，分别为金具锈蚀色cr与金具原色ce的色差δc；以及金具锈蚀表面sr与金具原始表面se的粗糙比较值δs。

22、所述自动检测方法的自动检测结果为：δr＝δc×δs。

23、所述金具锈蚀色的计算公式如下：

24、cr＝c2×cr′-c1

25、其中，c1为阳光带来的颜色干扰系数，c2为阳光照射角度和拍摄角度之间关系带来的干扰系数；cr′为双目摄像头采集瞄准器圈定金具区域的色彩。

26、阳光带来的颜色干扰系数c1、阳光照射角度和拍摄角度之间关系带来的干扰系数c2以及金具原色ce的计算过程如下：

27、金具原色ce采用标准的颜色测量方法获得，根据材质取平均值作为金具原色值ce；

28、阳光带来的颜色干扰c1，采用标准的颜色测量方法获得，分为四季四种情况预定时间段的各取数据点，太阳和阴天分别取1次，制成颜色干扰c1表格，根据测试时段取c1值；

29、阳光照射角度和拍摄角度之间关系带来的干扰系数c2，如下表示：

30、

31、当c2＝1时，为顺光拍摄，即阳光和拍摄角度轴向同一个平面，方向相同；c2＝a时，为逆光拍摄，即阳光和拍摄角度轴向同一个平面，方向相反，a为逆光增强系数，即顺光拍摄结果与逆光拍摄结果比值；c2＝b时，金具在其他设备阴影内，b为阴影增强系数，即顺光拍摄结果与阴影拍摄结果比值；a和b采用曝光补偿方法来获得。

32、本发明提供的有益效果是：能够准确获取金具表面的锈蚀程度，从而一定程度的预防了输电线路供电安全事故发生。

技术特征：

1.一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统，其特征在于：包括：

2.如权利要求1所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统，其特征在于：所述图像模块包括：瞄准器、结构光信号发射器和双目摄像头；所述瞄准器、结构光信号发射器和双目摄像头与所述飞控系统主控芯片电性连接。

3.如权利要求1所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统，其特征在于：所述通信模块包括：上位机无线模块和远程无线遥控模块；所述上位机无线模块、所述远程无线遥控模块与所述飞控系统主控芯片电性连接。

4.如权利要求3所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统，其特征在于：所述上位机无线模块与所述地面接收无线模块通过无线网络连接。

5.如权利要求3所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统，其特征在于：所述远程无线遥控模块与所述地面远程控制模块通过无线网络连接。

6.一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别方法，应用于如权利要求1～5任一项所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统，其特征在于：方法包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别方法，其特征在于：步骤s6中进行图片处理时，采用自动检测方法，所述自动检测方法分为两个部分，分别为金具锈蚀色cr与金具原色ce的色差δc；以及金具锈蚀表面sr与金具原始表面se的粗糙比较值δs。

8.如权利要求7所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别方法，其特征在于：所述自动检测方法的自动检测结果为：δr＝δc×δs。

9.如权利要求7所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别方法，其特征在于：所述金具锈蚀色的计算公式如下：

10.如权利要求9所述的一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别方法，其特征在于：阳光带来的颜色干扰系数c1、阳光照射角度和拍摄角度之间关系带来的干扰系数c2以及金具原色ce的计算过程如下：

技术总结
本发明公开了一种输电线路金具锈蚀的自动检测识别系统及方法，系统包括：无人机端和地面控制端；无人机端包括：无人机本体、图像模块、飞控系统主控芯片和通信模块；图像模块、飞控系统主控芯片、通信模块均固定安装于无人机本体上；地面控制端包括：地面远程控制模块、地面接收无线模块、地面PC端控制台；图像模块与飞控系统主控芯片电性连接；飞控系统主控芯片与通信模块通过无线网络连接；通信模块与地面远程控制模块和地面接收无线模块通过无线网络连接；地面接收无线模块与地面远程控制模块与地面PC端控制台通过无线网络连接。本发明能够准确获取金具表面的锈蚀程度，从而一定程度的预防了输电线路供电安全事故发生。

技术研发人员：邓鹤鸣,彭旷,吴驰,张力夫,张国灿,王建,寇汉鹏,胡发胜,陈宇翔
受保护的技术使用者：湖北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17