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自适应特征引流管故障智能识别方法

黄博,江慎旺,张增,张静,张巍,许廷发

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黄博, 江慎旺, 张增, 张静, 张巍, 许廷发. 自适应特征引流管故障智能识别方法[J]. , 2017, 10(3): 340-347. doi: 10.3788/CO.20171003.0340
引用本文: 黄博, 江慎旺, 张增, 张静, 张巍, 许廷发. 自适应特征引流管故障智能识别方法[J]. , 2017, 10(3): 340-347.doi:10.3788/CO.20171003.0340
HUANG Bo, JIANG Shen-wang, ZHANG Zeng, ZHANG Jin, ZHANG Wei, XU Ting-fa. Intelligent identification algorithm of adaptive feature drainage tube fault[J]. Chinese Optics, 2017, 10(3): 340-347. doi: 10.3788/CO.20171003.0340
Citation: HUANG Bo, JIANG Shen-wang, ZHANG Zeng, ZHANG Jin, ZHANG Wei, XU Ting-fa. Intelligent identification algorithm of adaptive feature drainage tube fault[J].Chinese Optics, 2017, 10(3): 340-347.doi:10.3788/CO.20171003.0340

自适应特征引流管故障智能识别方法

doi:10.3788/CO.20171003.0340
基金项目:

南方电网直升机重大专项资助项目K-KY2014-500

详细信息
    作者简介:

    黄博(1993-), 男, 重庆长寿人, 硕士研究生, 主要从事光电成像探测与识别、目标跟踪、光电测量和可见光通信方面的研究。E-mail:a1039377853@163.com

    许廷发(1968—),男,黑龙江肇东人,博士,教授,博士生导师,1992年、2000年于东北师范大学分别获得学士、硕士学位,2004年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,2006年于华南理工大学博士后出站,主要从事光电成像探测与识别等方面的研究。E-mail:xutingfa@163.com

    通讯作者:

    许廷发, E-mail:xutingfa@163.com

  • 中图分类号:TP317.4;TN219

Intelligent identification algorithm of adaptive feature drainage tube fault

Funds:

Helicopter Major Project of China Southern Power GridK-KY2014-500

  • 摘要:为了实现对高压输电线存在的故障隐患进行自动检测,本文提出了一种自适应特征引流管故障隐患智能识别算法。首先,分析了故障引流子的红外热图像特征,把故障分为两类:明显发热和微弱发热;其次,针对引流管所引起的明显发热,采用改进的Otsu阈值分割法对红外图像进行分割,运用改进的Sobel算子提取轮廓;第三,用种子填充算法分离连通域,通过Thread特征判断是否为故障引流管;最后,进入引流管所引起的微弱小区域发热识别,运用高压输电线平行特征寻找主干线区域,在主干线区域检测Harris角点,通过STWN特征判断是否为故障引流子。实验结果表明,发热隐患的识别率为94.6%,漏检率为2.2%,误识别率为5.5%。

  • 图 1引流管引起明显发热图例

    Figure 1.Obvious heating caused by drainage tube

    图 2引流管处小区域发热图例

    Figure 2.Small area heating caused by drainage tube

    图 3阈值分割

    Figure 3.Threshold segmentation

    图 4Sobel算子边缘检测

    Figure 4.Edge detection of Sobel operator

    图 5区域划分

    Figure 5.Region division

    图 6Sobel边缘数据图像

    Figure 6.Sobel edge data image

    图 7边界拓展原理图

    Figure 7.Principle diagram of boundary extension

    图 8直接分离与边界拓展后分离对比

    Figure 8.Comparison of the images obtained by direct separation and boundary extension

    图 9去除噪声后输出

    Figure 9.Output after removing noise

    图 10输电线发热区域输出

    Figure 10.Output of heating zone of transmission line

    图 11高压输电线路主干线区域识别

    Figure 11.Main line area identification of high voltage transmission line

    图 12故障引流子识别

    Figure 12.Fault drainage identification

    图 13Goldeye P/CL-008 SWIR采集红外热图像

    Figure 13.Infrared thermal image acquisition with Goldeye P/CL-008 SWIR camera

    图 14故障引流子

    Figure 14.Fault drainage

    图 15发热极弱、背景复杂导致引流子故障不明显

    Figure 15.Drainage fault is not obvious due to the very weak heat and the complicated background

    图 16背景噪声造成的错检现象

    Figure 16.False detection caused by background noise

    图 17阈值选取对检测的影响

    Figure 17.Effect of threshold selection on detection

    表 192幅红外图像处理结果

    Table 1.Processing results obtained from 92 infrared images

    设备 总图片数量 故障数 正确检测到的故障数 误检率 漏检率
    引流子 92 38 33(94.6%) 5.5% 2.2%
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  • 收稿日期:2017-01-19
  • 修回日期:2017-03-27
  • 刊出日期:2017-06-01

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