基于图像处理的电力线弧垂计算方法研究

• 作 者: 文瑶
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 电力巡线 弧垂计算 悬链线 图像处理 部分段图像

输电线路弧垂是线路设计和运行维护的主要指标之一,弧垂的大小直接影响到线路的安全稳定运行。在架空电力线路巡检工作中,为了实时便捷的计算电力线弧垂,本文从图像处理角度提出一种弧垂计算的新方法。研究了均匀荷载孤立档电力线的悬垂力学状态,推导了架空电力线的悬链线方程和正、斜抛物线方程,并对它们在弧垂计算和巡线图像中的应用范围进行了讨论。悬链线方程是表示导线状态的准确方程,通过提取图像中悬链曲线的参数可以进行导线的弧垂等力学计算。研究了电力线在数字图像中的特点,通过比较得出中值滤波和Canny算子是适合电力线图像平滑处理和边缘检测的算法。研究了DLT空间平面校正方法,通过对斜视图像的校正,使其相当于从物体正上方或者正前方拍摄得到的图像,说明了其在电力巡线图像校正中的应用。当不可伸长的柔索仅承受沿索均布载和若干的集中载时,其必为水平悬链线的一部分,可以称为“悬链段”。从“悬链段”微元体的平衡方程出发,推导出档距一定的架空电力线路的弧垂计算方法。可知当架空线的档距一定时,线路的悬垂状态只要一个独立的变量就可以确定下来。通过分析部分段线路的图像,提取出架空线悬垂状态的独立变量,从“悬链段”恢复出完整的水平悬链线,进而计算出档距一定的架空线路的弧垂。给出了部分段图像法弧垂计算的完整流程框图,并通过与现有方法的比较指出了其现实意义所在。对悬挂点等高线路及悬挂点不等高线路分别进行了仿真实验,实验结果表明,该方法能较好地恢复出完整线路曲线,计算出线路弧垂。本文提出的基于部分段图像分析的弧垂计算方法为架空线路巡检中的弧垂计算问题提供了一种快捷有效的手段。