基于圖像處理的瓷質(zhì)絕緣子污穢程度檢測技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-06-23 19:30
由于運行絕緣子長期處于外部環(huán)境下,空氣中的污染物會在其表面積累附著,污穢層會吸收空氣中的水分,導(dǎo)致絕緣子的電氣強度顯著下降,很容易造成污穢閃絡(luò),甚至嚴重的停電和線路停運事故。近年來,隨著數(shù)字圖像處理和計算機機器視覺技術(shù)的發(fā)展以及“堅強智能電網(wǎng)”的不斷推進,高壓傳輸線路的在線監(jiān)測與故障診斷也逐漸由人工轉(zhuǎn)向智能。本文采用圖像處理算法,對瓷質(zhì)絕緣子在惡劣氣象條件下的識別與污穢程度檢測技術(shù)進行了研究。主要進行了以下幾部分工作:(1)分析了目前輸電線路絕緣子預(yù)處理、識別與污穢檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀,存在的不足之處以及之后的發(fā)展趨勢,根據(jù)這些基礎(chǔ)制定了本文的研究方案。介紹了本文實現(xiàn)輸電線路絕緣子污穢程度檢測技術(shù)的總體架構(gòu),對系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)分塊進行了說明。此外,介紹了本文絕緣子污穢程度檢測技術(shù)的圖像處理算法的總體實現(xiàn)流程。(2)針對絕緣子復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境和惡劣氣象條件,提出一種改進MSRCR圖像增強算法。首先,將絕緣子圖像分解為R、G和B三個分量,分別提取三個通道的反射圖像分量;然后分段變換的兩個邊界點由二維最小誤差法計算得到,并用自適應(yīng)閾值分段線性變換分別處理三個反射圖像;最后通道合并得到增強后的彩...
【文章來源】:西安工程大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
絕緣子故障檢測方法
2 輸電線路絕緣子污穢程度檢測技術(shù)架構(gòu)早期,主要依靠人工巡檢或者通過架設(shè)在桿塔上的各種圖像監(jiān)測裝置對高壓輸電線路上的各個部件的工作狀況進行監(jiān)控[31]。但是,高壓輸電線路大多架設(shè)在野外或偏遠地區(qū),運行環(huán)境復(fù)雜,單獨依據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)絕緣子的在線可視化監(jiān)測[15,32-33]。本文應(yīng)用數(shù)據(jù)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù),與圖像處理技術(shù)和模式識別技術(shù)相結(jié)合,并使用絕緣子為研究對象設(shè)計輸電線路絕緣子的故障狀態(tài)診斷系統(tǒng)。前端架設(shè)的攝像機或無人機負責(zé)采集現(xiàn)場絕緣子圖像,壓縮后傳輸?shù)胶笈_,通過嵌入的圖像識別和診斷算法進行處理,并將數(shù)據(jù)進行記錄儲存,F(xiàn)場巡線人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的應(yīng)對措施,及時發(fā)現(xiàn)事故。2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖 2-1 所示為本文提出的輸電線路絕緣子污穢程度檢測系統(tǒng)總體框架,該系統(tǒng)主要由前端視頻/圖像監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和后臺監(jiān)控中心三部分組成[34]。后臺監(jiān)控中心主要包括智能分析軟件,以及絕緣子圖像預(yù)處理與目標識別算法、絕緣子污穢程度檢測算法等。
前端視頻/圖像監(jiān)測裝置主要包括視頻/圖像采集模塊、壓縮模塊和電源模塊等[34],F(xiàn)場安裝圖如圖2-2 所示,監(jiān)測結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示。圖 2-2 監(jiān)測裝置現(xiàn)場安裝圖圖 2-3 前端監(jiān)測結(jié)構(gòu)主要模塊介紹如下:(1)視頻/圖像采集模塊:對輸電線路現(xiàn)場的運行絕緣子進行視頻捕獲,得到的視頻數(shù)據(jù)需要在壓縮模塊進行壓縮后才可以傳輸。本系統(tǒng)采用的是抗噪聲能力強、功耗低、分辨率高的專用攝像機,通過調(diào)節(jié)預(yù)置位置,焦距和光圈,可以采集高質(zhì)量的視頻圖像,以實現(xiàn)各個角度連續(xù)性的監(jiān)測[15]。如圖 2-4 所示為現(xiàn)場運行的絕緣子圖像。(2)視頻/圖像壓縮模塊:將采集模塊傳來的模擬視頻/圖像信號處理為數(shù)字信號,再使用 H.264 視頻壓縮方法壓縮信號,等待傳輸?shù)酵ㄐ拍K[15]。(3)電源模塊:經(jīng)過分析輸電線路的現(xiàn)場環(huán)境和地勢,監(jiān)測裝置的電源模塊采
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Faster R-CNN的航拍圖像中絕緣子識別[J]. 程海燕,翟永杰,陳瑞. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(02)
[2]基于組合特征的手寫英文字母識別方法[J]. 王維,萬文略. 計算機應(yīng)用. 2018(S2)
[3]基于邊緣檢測的瓷質(zhì)絕緣子裂縫特征檢測方法[J]. 楊璐雅,黃新波,張燁,紀超,劉成,章小玲. 廣東電力. 2018(07)
[4]基于圖像增強的瓷質(zhì)絕緣子灰密程度檢測方法[J]. 黃新波,楊璐雅,張燁,曹雯,李立浧. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(14)
[5]基于相關(guān)濾波的絕緣子跟蹤與測距算法[J]. 劉永姣,閆斌,葉潤. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(26)
[6]Fisher判別分類法在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量評估中的應(yīng)用[J]. 王繼東,龐文杰. 電力自動化設(shè)備. 2017(03)
[7]基于Fisher判別分析的多囊卵巢綜合征中醫(yī)證候分布規(guī)律[J]. 章浩偉,孫洋洋,劉穎,王子楠. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2017(01)
[8]輸電線路絕緣子覆冰厚度圖像識別算法[J]. 張燁,馮玲,穆靖宇,黃新波,李菊清,劉新慧. 電力系統(tǒng)自動化. 2016(21)
[9]基于HSI修正空間信息融合的彩色白細胞圖像分割方法[J]. 繆慧司,梁光明,劉任任,丁建文. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2016(02)
[10]極端天氣條件下低質(zhì)圖像增強算法研究[J]. 劉振宇,江海蓉,徐鶴文. 計算機工程與應(yīng)用. 2017(08)
博士論文
[1]轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉數(shù)據(jù)預(yù)測中火焰圖像多特征提取方法研究[D]. 劉輝.昆明理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]輸電線路絕緣子識別與故障狀態(tài)檢測技術(shù)研究[D]. 張慧瑩.西安工程大學(xué) 2018
[2]基于圖像處理的輸電線路運行狀態(tài)智能監(jiān)控平臺設(shè)計[D]. 邢曉強.西安工程大學(xué) 2018
[3]輸電線路導(dǎo)線斷股與損傷的圖像識別算法研究[D]. 劉新慧.西安工程大學(xué) 2018
[4]高壓輸電線路圖像的絕緣子識別與定位[D]. 朱邵成.安徽大學(xué) 2018
[5]復(fù)雜環(huán)境下覆冰絕緣子識別檢測技術(shù)[D]. 李菊清.西安工程大學(xué) 2017
[6]計及電壓時序特性和設(shè)備選型配置的配電網(wǎng)無功規(guī)劃研究[D]. 陳欣暉.華南理工大學(xué) 2017
[7]航拍圖像中絕緣子檢測與定位方法研究[D]. 王迪.華北電力大學(xué) 2017
[8]電力電子電路故障診斷技術(shù)研究[D]. 李猛.南京航空航天大學(xué) 2015
[9]基于多信息融合的廣域后備保護系統(tǒng)研究[D]. 陳琳.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[10]基于視頻圖像的車型識別算法研究與實現(xiàn)[D]. 王小龍.西安電子科技大學(xué) 2014
本文編號:3245529
【文章來源】:西安工程大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
絕緣子故障檢測方法
2 輸電線路絕緣子污穢程度檢測技術(shù)架構(gòu)早期,主要依靠人工巡檢或者通過架設(shè)在桿塔上的各種圖像監(jiān)測裝置對高壓輸電線路上的各個部件的工作狀況進行監(jiān)控[31]。但是,高壓輸電線路大多架設(shè)在野外或偏遠地區(qū),運行環(huán)境復(fù)雜,單獨依據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)絕緣子的在線可視化監(jiān)測[15,32-33]。本文應(yīng)用數(shù)據(jù)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù),與圖像處理技術(shù)和模式識別技術(shù)相結(jié)合,并使用絕緣子為研究對象設(shè)計輸電線路絕緣子的故障狀態(tài)診斷系統(tǒng)。前端架設(shè)的攝像機或無人機負責(zé)采集現(xiàn)場絕緣子圖像,壓縮后傳輸?shù)胶笈_,通過嵌入的圖像識別和診斷算法進行處理,并將數(shù)據(jù)進行記錄儲存,F(xiàn)場巡線人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的應(yīng)對措施,及時發(fā)現(xiàn)事故。2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖 2-1 所示為本文提出的輸電線路絕緣子污穢程度檢測系統(tǒng)總體框架,該系統(tǒng)主要由前端視頻/圖像監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和后臺監(jiān)控中心三部分組成[34]。后臺監(jiān)控中心主要包括智能分析軟件,以及絕緣子圖像預(yù)處理與目標識別算法、絕緣子污穢程度檢測算法等。
前端視頻/圖像監(jiān)測裝置主要包括視頻/圖像采集模塊、壓縮模塊和電源模塊等[34],F(xiàn)場安裝圖如圖2-2 所示,監(jiān)測結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示。圖 2-2 監(jiān)測裝置現(xiàn)場安裝圖圖 2-3 前端監(jiān)測結(jié)構(gòu)主要模塊介紹如下:(1)視頻/圖像采集模塊:對輸電線路現(xiàn)場的運行絕緣子進行視頻捕獲,得到的視頻數(shù)據(jù)需要在壓縮模塊進行壓縮后才可以傳輸。本系統(tǒng)采用的是抗噪聲能力強、功耗低、分辨率高的專用攝像機,通過調(diào)節(jié)預(yù)置位置,焦距和光圈,可以采集高質(zhì)量的視頻圖像,以實現(xiàn)各個角度連續(xù)性的監(jiān)測[15]。如圖 2-4 所示為現(xiàn)場運行的絕緣子圖像。(2)視頻/圖像壓縮模塊:將采集模塊傳來的模擬視頻/圖像信號處理為數(shù)字信號,再使用 H.264 視頻壓縮方法壓縮信號,等待傳輸?shù)酵ㄐ拍K[15]。(3)電源模塊:經(jīng)過分析輸電線路的現(xiàn)場環(huán)境和地勢,監(jiān)測裝置的電源模塊采
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Faster R-CNN的航拍圖像中絕緣子識別[J]. 程海燕,翟永杰,陳瑞. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(02)
[2]基于組合特征的手寫英文字母識別方法[J]. 王維,萬文略. 計算機應(yīng)用. 2018(S2)
[3]基于邊緣檢測的瓷質(zhì)絕緣子裂縫特征檢測方法[J]. 楊璐雅,黃新波,張燁,紀超,劉成,章小玲. 廣東電力. 2018(07)
[4]基于圖像增強的瓷質(zhì)絕緣子灰密程度檢測方法[J]. 黃新波,楊璐雅,張燁,曹雯,李立浧. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(14)
[5]基于相關(guān)濾波的絕緣子跟蹤與測距算法[J]. 劉永姣,閆斌,葉潤. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(26)
[6]Fisher判別分類法在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量評估中的應(yīng)用[J]. 王繼東,龐文杰. 電力自動化設(shè)備. 2017(03)
[7]基于Fisher判別分析的多囊卵巢綜合征中醫(yī)證候分布規(guī)律[J]. 章浩偉,孫洋洋,劉穎,王子楠. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2017(01)
[8]輸電線路絕緣子覆冰厚度圖像識別算法[J]. 張燁,馮玲,穆靖宇,黃新波,李菊清,劉新慧. 電力系統(tǒng)自動化. 2016(21)
[9]基于HSI修正空間信息融合的彩色白細胞圖像分割方法[J]. 繆慧司,梁光明,劉任任,丁建文. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2016(02)
[10]極端天氣條件下低質(zhì)圖像增強算法研究[J]. 劉振宇,江海蓉,徐鶴文. 計算機工程與應(yīng)用. 2017(08)
博士論文
[1]轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉數(shù)據(jù)預(yù)測中火焰圖像多特征提取方法研究[D]. 劉輝.昆明理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]輸電線路絕緣子識別與故障狀態(tài)檢測技術(shù)研究[D]. 張慧瑩.西安工程大學(xué) 2018
[2]基于圖像處理的輸電線路運行狀態(tài)智能監(jiān)控平臺設(shè)計[D]. 邢曉強.西安工程大學(xué) 2018
[3]輸電線路導(dǎo)線斷股與損傷的圖像識別算法研究[D]. 劉新慧.西安工程大學(xué) 2018
[4]高壓輸電線路圖像的絕緣子識別與定位[D]. 朱邵成.安徽大學(xué) 2018
[5]復(fù)雜環(huán)境下覆冰絕緣子識別檢測技術(shù)[D]. 李菊清.西安工程大學(xué) 2017
[6]計及電壓時序特性和設(shè)備選型配置的配電網(wǎng)無功規(guī)劃研究[D]. 陳欣暉.華南理工大學(xué) 2017
[7]航拍圖像中絕緣子檢測與定位方法研究[D]. 王迪.華北電力大學(xué) 2017
[8]電力電子電路故障診斷技術(shù)研究[D]. 李猛.南京航空航天大學(xué) 2015
[9]基于多信息融合的廣域后備保護系統(tǒng)研究[D]. 陳琳.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[10]基于視頻圖像的車型識別算法研究與實現(xiàn)[D]. 王小龍.西安電子科技大學(xué) 2014
本文編號:3245529
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