本文關(guān)鍵詞：無人機自動巡線方法研究

  更多相關(guān)文章： 形態(tài)學(xué) 方向小波 相位編組 Radon變換 Hough變換

【摘要】：世界各地的電力電網(wǎng)都在急速發(fā)展,這給電網(wǎng)的安全維護工作帶來越來越大的挑戰(zhàn)。很久以來,對電網(wǎng)的巡查任務(wù)大多依靠人工來完成,該方法不但效率低且無法實施對于冰雪天氣中或地形復(fù)雜地區(qū)的電力線的巡檢。隨著無人機技術(shù)的發(fā)展,將其應(yīng)用到電力線巡線當(dāng)中已經(jīng)是大勢所趨。本文就是在基于無人機視覺的電力線巡線基礎(chǔ)上,研究對拍攝到的圖像中的電力線進行自動提取的方法。主要研究的內(nèi)容包括:a)由于拍攝到電力線圖像中存在各種干擾,因此本文首先研究圖像預(yù)處理方法,使用直方圖均衡化方法增強圖像,并采用三種濾波器對圖像進行濾波去噪。在此基礎(chǔ)上,研究了五種經(jīng)典的邊緣檢測算法,及基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、Ratio及小波邊緣檢測方法,通過效果比較,綜合運行時間得出基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的邊緣檢測方法及小波邊緣檢測方法比較適合本文后續(xù)的研究。b)在分析了直線提取發(fā)展過程后,著重研究了相位編組法、Radon變換法及Hough變換法,并將其運用于電力線的自動提取中,經(jīng)過對實驗結(jié)果的分析得到單純使用任意一種方法提取出來的電力線都無法達(dá)到滿意度。介于Hough變換法具有很好的抗噪性及魯棒性,本文提出了基于Hough變換的方向小波變換、基于Hough變換的Radon變換及基于Hough變換的形態(tài)學(xué)三種改進方法。從實驗效果來看,這三種方法從電力線提取的準(zhǔn)確度到完整性上都有極大的改善,且在運行時間上也有不同程度的縮短。c)在電力線的拍攝過程中,會受其他物體的遮擋使其本身就不是一條完整的直線,再加上由于重力的原因,電力線不是嚴(yán)格的直線而是帶有弧度的近似直線,因此提取出來的電力線存在斷裂的情況。本文對此進行深入研究,分析了最小二乘擬合電力線方法、基于Hough變換的電力線擬合連接方法及基于類卡爾曼濾波的電力線跟蹤連接方法,實驗結(jié)果表明經(jīng)過擬合連接處理后使得提取出來的電力線更加完整。
【關(guān)鍵詞】：形態(tài)學(xué) 方向小波 相位編組 Radon變換 Hough變換
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM75;TP391.41
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題研究的背景及意義12-13
• 1.2 無人機自動巡線方法的國內(nèi)外發(fā)展概況13-16
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3 無人機自動巡線系統(tǒng)組成及特點16-20
• 1.3.1 巡線無人機的分類及巡線特點16-18
• 1.3.2 無人機巡線系統(tǒng)的組成18-20
• 1.4 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排20-22
• 第2章 電力線的邊緣檢測方法研究22-40
• 2.1 直方圖均衡化22-24
• 2.1.1 直方圖均衡化基本原理22-23
• 2.1.2 直方圖均衡化實驗結(jié)果與分析23-24
• 2.2 圖像的濾波去噪24-27
• 2.2.1 均值濾波器24-25
• 2.2.2 中值濾波器25
• 2.2.3 高斯濾波器25-26
• 2.2.4 三種濾波器的濾波結(jié)果與分析26-27
• 2.3 圖像的邊緣檢測27-35
• 2.3.1 經(jīng)典邊緣檢測方法28-30
• 2.3.2 基于形態(tài)學(xué)的邊緣檢測算法30-32
• 2.3.3 Ratio算子邊緣檢測32-33
• 2.3.4 小波邊緣檢測33-35
• 2.4 實驗結(jié)果及分析35-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第3章 電力線自動提取算法研究40-53
• 3.1 引言40
• 3.2 直線提取方法的發(fā)展過程40-41
• 3.3 相位編組法提取電力線41-44
• 3.3.1 相位編組法原理41-44
• 3.3.2 實驗結(jié)果及分析44
• 3.4 Radon變換法提取電力線44-47
• 3.4.1 Radon變換法原理44-47
• 3.4.2 實驗結(jié)果及分析47
• 3.5 Hough變換法提取電力線47-52
• 3.5.1 Hough變換法原理47-50
• 3.5.2 實驗結(jié)果及分析50-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第4章 基于Hough變換的電力線提取方法53-61
• 4.1 引言53-54
• 4.2 基于Hough變換的方向小波變換電力線提取方法54-56
• 4.3 基于Hough變換的Radon變換電力線提取方法56-57
• 4.4 基于Hough變換的形態(tài)學(xué)電力線提取方法57-58
• 4.5 實驗結(jié)果及分析58-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 電力線擬合連接方法研究61-73
• 5.1 引言61
• 5.2 最小二乘法擬合電力線61-63
• 5.3 基于Hough變換的直線擬合連接63-64
• 5.4 基于類卡爾曼濾波的電力線連接64-71
• 5.4.1 卡爾曼濾波器的基本原理65-69
• 5.4.2 基于類卡爾曼濾波方式連接電力線69-71
• 5.5 實驗結(jié)果與分析71-72
• 5.6 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果81-82
• 致謝82-83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：856399