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高压输电线路巡检系统中,机器人移动技术结合图像检测技术作为巡检手段,代替人工巡检作业方式,提高巡检效率,具有显著的社会及经济效益。本文针对高压输电线路巡检系统中图像信息的分析和处理,主要研究输电线路相邻杆塔之间可见光全景图和红外全景图的实现,并利用可见光与红外图像之间的对应关系,在可见光全景图上实现线路故障信息、杆塔信息、GPS信息等多种信息的标识,最终实现输电线路多信息综合全景图。通过深入研究全景拼接技术及机器人巡检系统中故障分析策略,将两者结合起来,取得了以下主要成果:
1.提出了一种基于SIFT(Scale lnvariant Feature Transform)特征匹配的改进全景拼接方法。输电线路图像是由机器人野外自动采集,受光照变化、风吹抖动等天气变化影响较大,本文采用基于SIFT特征匹配的拼接算法,使线路图像之间存在的旋转、平移、缩放、光照变化等问题得以有效的解决,针对匹配对中存在大量的误匹配,提出了一种去除误匹配改进方案,提高了拼接精度。
2.提出了一种高压输电线路红外图像全景拼接方案。红外图像是一种灰度图像,与可见光线路图像相比,信息量极少,直接拼接较难实现。针对上述问题,本文提出一种具体实现方案:对输入的高压输电线路红外图像作增强处理,增加红外图像中SIFT特征点提取的数量,避免特征点提取不够而导致拼接失败。
3.提出了一种基于地理信息的多信息融合方法,利用GPS定位系统,测定输电线路故障设备、杆塔的GPS信息以及两者之间的实际地理距离,并在全景图上标识出线路故障信息、杆塔信息和GPS信息以及相互之间的实际距离位置,实现线路多信息综合全景图。
通过对多信息综合全景图的详细分析,便可较精确的确定故障设备的实际地理位置及其他信息。论文所取得的上述主要研究成果已在横向项目110kv~220kv高压输电线路自动巡线机器人中得到应用。