基于超复数频域的电力输电线覆冰检测方法研究

【摘要】近年来,电力系统中因架空输电线覆冰雪灾害导致的大面积停电、杆塔倒塌、绝缘子损坏等事故的频繁发生,能否准确的对架空电力输电线以及输电线的覆冰区域进行准确的检测和定位,对国家电网的正常运行及人民的生活便利有着至关重要的作用。为了能够准确的检测到图像中电力输电线及输电线覆冰的区域,以便后续章节中对电力输电线覆冰厚度的计算,亟待给出一种图像中因目标物体的方向不同能够进行方向可控检测输电线算法以及输电线覆冰图像的边缘提取算法。本文针对自然场景下电力输电线及输电线覆冰图像方向各异、背景复杂程度不同以及图像的边缘提取不准确等问题,提出了一种基于超复数频域的电力输电线覆冰检测方法。本文工作主要研究内容包括*：在边缘检测方面：本文将二维二阶和二维四阶方向可控滤波器和超复数的傅里叶变换相结合,提出了一种新的基于超复数频域的方向可控滤波器边缘检测算法。该算法能够对一幅图像的不同方向进行选择检测,同时滤除其他方向的边缘信息,即将所提算法的超复数三个虚部分量i、j、k分别的被检测自然场景图像的R、G、B三色通道同时进行检测,最后将检测后的R、G、B三通道图计算得到检测结果。实验结果表明,所提算法相对于经典的图像边缘检测算法,能够较准确的检测出所控方向上的目标物体。在电力输电线及输电线覆冰检测方面：本文提出了一种基于超复数频域的最优方向脊能量提取算法。该算法首先通过二维二阶超复数方向可控滤波器算法检测出图像所控方向上输电线覆冰的边缘信息,然后通过超复数正交滤波器算法检测出图像所控方向上的输电线覆冰脊点信息,进而根据脊点信息和方向信息得到输电线覆冰图像的脊能量函数,最后通过脊能量函数得到输电线覆冰的最优脊能量检测。所提算法不仅能够充分利用图像的三色通道信息来检测输电线覆冰的区域,而且能够进行方向可控检测。最后,本文利用MATLABGUI图形用户界面系统软件搭建了一个电力输电线覆冰检测的可视化人机界面,经初步测试运行良好。
【作者】潘星；
【导师】李策；
【作者基本信息】兰州理工大学，电力电子与电力传动，2014，硕士
【关键词】输电线检测；覆冰检测；超复数方向可控滤波器；脊能量提取；

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