基于电网线路巡检的图像采集方法和系统

技术领域

本发明涉及图像采集领域，特别涉及一种基于电网线路巡检的图像采集方法和系统。

背景技术

目前，供电技术正在不断发展，电网线路也在不断升级，所以需要提高变电巡检技术，以确保巡检变电巡检技术与供电技术之间的平衡，但是大部分的变电巡检技术都是由人工去巡查电网电路的基本情况，然后手动采集电网线路的图像，这样导致巡检的效率低下，并且采集到的图像质量得不到保障。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种基于电网线路巡检的图像采集方法和系统，能够自动采集巡检的图像，并且能够提升采集图像的图像质量。

根据本发明的第一方面实施例的基于电网线路巡检的图像采集方法，包括：

通过巡检设备对电网线路进行实时监测，获取所述巡检设备的第一设备视野信息；

基于所述第一设备视野信息得到目标巡检区域，以及与所述目标巡检区域对应的第一采集图像；

根据所述第一设备视野信息和所述第一采集图像，得到第二采集图像；

对所述第二采集图像进行处理，得到目标采集图像。

根据本发明实施例的基于电网线路巡检的图像采集方法，至少具有如下有益效果：

通过巡检设备对电网线路进行实时监测，根据实时监测的数据获取巡检设备的第一设备视野信息，然后基于获取到的第一设备视野信息得到目标巡检区域，以及与目标巡检区域对应的第一采集图像，根据第一设备视野信息以及第一采集图像，得到第二采集图像，接着对第二采集图像进行处理，得到目标采集图像，本发明通过巡检设备自动检测电网线路，然后根据巡检设备的视野信息采集到合适位置的图像，采集后的图像经过优化后得到目标图像，能够提高巡检效率，并且能够提升采集图像的图像质量。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述第一设备视野信息和所述第一采集图像，得到第二采集图像，包括：

获取所述第一采集图像对应的多个第一坐标和所述目标巡检区域对应的目标位置信息；

根据所述目标位置信息和多个所述第一坐标，计算所述第一采集图像与所述第一设备视野信息的坐标偏移量；

根据所述坐标偏移量得到第二采集图像。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述坐标偏移量得到第二采集图像，包括：

根据所述坐标偏移量调整所述巡检设备的视野位置，获取所述巡检设备的第二设备视野信息；

基于所述第二设备视野信息，重新采集与所述目标巡检区域对应的第二采集图像。

根据本发明的一些实施例，所述对所述第二采集图像进行处理，得到目标采集图像，包括：

提取所述第二采集图像的对应的特征参数；

将所述第二采集图像和所述第二采集图像对应的特征参数输入至预设的巡检图像网络；

通过所述巡检图像网络对所述第二采集图像进行评价，得到目标采集图像。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：构建巡检图像网络，具体包括：

获取历史采集图像；

根据所述历史采集图像构建所述巡检图像网络。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：

将所述第一采集图像或所述第二采集图像进行数据清洗，剔除异常图像，得到清洗后的所述第二采集图像。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：对采集到的第一采集图像或所述第二采集图像进行预处理，具体包括以下一种或多种：

根据预设尺寸修改所述第一采集图像或所述第二采集图像的尺寸；

对所述第一采集图像或所述第二采集图像进行滤波去噪操作；

对所述第一采集图像或所述第二采集图像进行图像增强操作；

对所述第一采集图像或所述第二采集图像进行边缘检测。

根据本发明的第二方面实施例的基于电网线路巡检的图像采集系统，包括：

第一获取模块：所述第一获取模块通过巡检设备对电网线路进行实时监测，获取所述巡检设备的第一设备视野信息；

第二获取模块：所述第二获取模块基于所述第一设备视野信息得到目标巡检区域，以及与所述目标巡检区域对应的第一采集图像；

图像采集模块：所述图像采集模块根据所述第一设备视野信息和所述第一采集图像，得到第二采集图像；

图像处理模块：所述图像处理模块对所述第二采集图像进行处理，得到目标采集图像。

根据本发明实施例的基于电网线路巡检的图像采集系统，至少具有如下有益效果：

本发明实施例的基于电网线路巡检的图像采集系统包括第一获取模块、第二获取模块、图像采集模块以及图像生成模块，第一获取模块通过巡检设备对电网线路进行实时监测，根据实时监测的数据获取巡检设备的第一设备视野信息，第二获取模块基于获取到的第一设备视野信息得到目标巡检区域，以及与目标巡检区域对应的第一采集图像，图像采集模块根据第一设备视野信息以及第一采集图像，得到第二采集图像，图像处理模块对第二采集图像进行处理，得到目标采集图像，本发明通过巡检设备自动检测电网线路，然后根据巡检设备的视野信息采集到合适位置的图像，采集后的图像经过优化后得到目标图像，能够提高巡检效率，并且能够提升采集图像的图像质量。

根据本发明的第三方面实施例的基于电网线路巡检的图像采集系统，包括：

至少一个处理器，以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述指令时实现所述的基于电网线路巡检的图像采集方法。

根据本发明的第四方面实施例的基于电网线路巡检的图像采集系统，包括：

基于电网线路巡检的图像采集系统存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行所述的基于电网线路巡检的图像采集方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1是本发明一些实施例提供的基于电网线路巡检的图像采集方法的流程图；

图2是本发明一些实施例提供的基于电网线路巡检的图像采集系统的模块结构框图。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本公开实施例的目的，不是旨在限制本公开。

目前，供电技术正在不断发展，电网线路也在不断升级，所以需要提高变电巡检技术，以确保巡检变电巡检技术与供电技术之间的平衡，但是大部分的变电巡检技术都是由人工去巡查电网电路的基本情况，然后手动采集电网线路的图像，这样导致巡检的效率低下，并且采集到的图像质量得不到保障。

基于此，本发明提出一种基于电网线路巡检的图像采集方法和系统，通过巡检设备自动检测电网线路，然后根据巡检设备的视野信息采集到合适位置的图像，采集后的图像经过优化后得到目标图像，能够提高巡检效率，并且能够提升采集图像的图像质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于电网线路巡检的图像采集方法。

参照图1，图1为本发明一些实施例提供的基于电网线路巡检的图像采集方法的流程图，具体包括步骤：

S1：通过巡检设备对电网线路进行实时监测，获取巡检设备的第一设备视野信息。

S2：基于第一设备视野信息得到目标巡检区域，以及与目标巡检区域对应的第一采集图像。

S3：根据第一设备视野信息和第一采集图像，得到第二采集图像。

S4：对第二采集图像进行处理，得到目标采集图像。

在步骤S1中，通过巡检设备对电网线路进行实时监测，获取巡检设备的第一设备视野信息，这里的巡检设备包括智能采集模块、图像处理模块、图像存储模块以及数据终端模块等。其中智能采集模块包括摄像设备，用户可以基于摄像设备的目标视野实时监控电网电路，并且能够通过监控获取到摄像设备所能拍摄到的第一设备视野信息，也就是用户能够从摄像设备的镜头中实时观察到镜头里电网线路的图像场景。

在步骤S2中，可以通过监控选择需要进行图像采集的巡检区域，在用户选定目标巡检区域后，可以控制智能采集模块进行拍照，得到第一采集图像，这时的第一采集图像还没有经过处理，仍然需要进行进一步优化，以达到巡检的图像质量要求。

在步骤S3中，根据第一设备视野信息和第一采集图像，得到第二采集图像，通过比对第一设备视野信息以及第一采集图像的情况，判断所采集的第一采集图像是否满足成像质量要求，比如第一采集图像是否位于用户规定的成像视野中间，图像主体内容是否满足图像占比大小等，如果满足了这些条件，则说明第一采集图像以预设的视野以及占比要求，此时不需要重新移动智能采集模块的摄像设备的位置，可以直接对第一采集图像进行处理，得到目标采集图像。

在一些实施例中，步骤S3具体包括步骤：

S31：获取第一采集图像对应的多个第一坐标和目标巡检区域对应的目标位置信息。

S32：根据目标位置信息和多个第一坐标，计算第一采集图像与第一设备视野信息的坐标偏移量。

S33：根据坐标偏移量得到第二采集图像。

在步骤S31中，如果第一采集图像没有满足预设的视野以及占比要求，此时就需要重新移动智能采集模块的摄像设备的位置，重新采集第二采集图像，并对第二采集图像进行处理，得到目标采集图像。首先，需要获取第一采集图像对应的多个第一坐标，这里的第一坐标由用户制定，可以选择图像某几个位置，比如左上角、左下角、中间位置等，根据这些坐标能够定位第一采集图像的位置，然后获取目标巡检区域对应的目标位置信息，也就是目标巡检对应的多个坐标值，对比第一坐标以及目标位置信息，判断拍摄出来的第一采集图像是否存在将其缩小或者放大到与目标位置重合的情况，如果没有的话，就需要调整摄像设备的位置。

在步骤S32中，根据目标位置信息和多个第一坐标，计算第一采集图像与第一设备视野信息的坐标偏移量，在进行“调整摄像设备的位置”这一步骤之前，需要计算摄像设备中第一设备视野信息的坐标偏移量，具体为：以摄像设备的中心为坐标原点，基于摄像设备平面建立摄像坐标系，在巡检设备在进行巡检的过程中，不断获取多个第一坐标以及摄像设备的坐标原点，将第一坐标与坐标原点进行加减运算，能够得出第一坐标与坐标原点的坐标偏移量，进而能够得出第一采集图像与第一设备视野的信息坐标偏移量。

在步骤S33中，根据坐标偏移量得到第二采集图像，根据坐标偏移量调整摄像设备的旋转角度以及旋转角速度，也就是将摄像设备的第一设备视野调整至与目标巡检区域中心坐标一致的位置，然后重新拍照，得到第二采集图像。

在一些实施例中，步骤S33具体包括步骤：

S331：根据坐标偏移量调整巡检设备的视野位置，获取巡检设备的第二设备视野信息。

S332：基于第二设备视野信息，重新采集与目标巡检区域对应的第二采集图像。

在步骤S331中，根据坐标偏移量调整巡检设备的视野位置，具体为：根据实时计算出的第一采集图像的多个第一坐标与摄像设备的坐标原点的偏移量与第一采集图像对于坐标原点的相对运动，确定摄像设备需要的旋转的角度以及角速度，生成调整信息，然后由智能采集模块将生成的调整信息发送至数据终端模块，由数据终端模块发送调整指令至智能采集模块，由智能采集模块调整摄像设备的视野角度直至第二采集图像的中心坐标与摄像设备的坐标原点重合，然后调整摄像设备的相机镜头的缩放聚焦或者缩放倍率，确定巡检设备的第二设备视野信息。

在步骤S332中，在确定第二设备视野信息后，控制摄像设备重新拍摄，采集与目标巡检区域对应的第二采集图像，此时第二图像在相机视野中所占比例满足预设值，并且尽可能满足采集到的第二采集图像与实际的目标巡检区域的实际场景一致，然后调整第二采集图像在整张图片的大小以及尺寸，进而提升后期的识别效果。

在步骤S4中，对第二采集图像进行处理，得到目标采集图像，直接从巡检设备获取的第二采集图像，有时候并不能满足质量要求，此时可以通过图像处理模块对第二采集图像进行优化处理，得到目标采集图像，也就是用户最终能够获取到的目标巡检区域对应的图像，图像处理模块生成目标采集图像后，可以将目标采集图像存储至图像存储模块，以便后续直接从图像存储模块对图像进行提取并且使用。

在一些实施例中，步骤S4具体包括步骤：

S41：提取第二采集图像的对应的特征参数。

S42：将第二采集图像和第二采集图像对应的特征参数输入至预设的巡检图像网络。

S43：通过巡检图像网络对第二采集图像进行评价，得到目标采集图像。

在步骤S41中，提取第二采集图像对应的特征参数，这里的特征参数包括大小、形状、灰度以及色彩等，可以通过这些特征参数对第二采集图像进行归类，方便后续调取或者使用。

在步骤S42中，将第二采集图像和第二采集图像对应的特征参数输入至预设的巡检图像网络，将采集到的第二采集图像进行备份，避免重复采集，并且通过巡检图像网络能够根据特征参数对第二采集图像进行分类，从而更快速匹配出与第二采集图像对应的目标巡检区域。

在步骤S43中，通过巡检图像网络对第二采集图像进行评价，得到目标采集图像，具体实现过程为：提取第二采集图像的自然图像统计(Natural Scene Statistics，NSS)，并且根据自然图像统计构建特征向量，将构建完成的特征向量输入训练好的特征模型中，对第二采集图像进行评价，得到第二采集图像的图像预测值，在实际应用中，本发明实施例提到的自然图像统计特征是一种图像处理技术，能够通过系数的直方图(Mean SubtractedContrast Normalized，MSCN)得到，由于MSCN系数具有由于失真的存在而改变的特征统计特性，所以可以从第二采集图像中提取该系数，拟合成广义高斯分布，并且提取拟合之后的高斯分布的特征并且回归，最终得到第二采集图像的评分，对第二采集图像进行评价，能够实时得知巡检设备采集的图像质量情况，方便后续对巡检设备进行升级维护。

在一些实施例中，本发明实施例中提到的基于电网线路巡检的图像采集方法具体还包括步骤：构建巡检图像网络，具体包括：获取历史采集图像，然后根据历史采集图像构建巡检图像网络，具体为：通过PSO算法(粒子群优化算法，Particle Swarm Optimization)对之前采集到的历史采集图像以及历史采集图像对应的特征参数进行模型训练，构建巡检图像网络，通过历史采集图像和特征参数共同进行模型训练，可以提高图像采集的准确度。

在一些实施例中，本发明实施例中提到的基于电网线路巡检的图像采集方法具体还包括：将第一采集图像或第二采集图像进行数据清洗，剔除异常图像，得到清洗后的第二采集图像。将获取到的第一采集图像或者第二采集图像进行数据清洗，意思是剔除错误的图像，比如采集到的图像与目标巡检区域明显不对应的图像，由于采集过程中可能存在错误的第一采集图像或者第二采集图像，为了确保采集到更准确的图像，所以需要对获取到的第一采集图像或者第二采集图像进行清洗，以剔除错误图像。

在一些实施例中，本发明实施例中提到的基于电网线路巡检的图像采集方法具体还包括以下一种或多种：

根据预设尺寸修改第一采集图像或第二采集图像的尺寸，用户可根据实际需求设置图像的预设尺寸，在实际应用中，采集到的第一采集图像或者第二采集图像可能存在尺寸不合适的情况，此时可以通过预设尺寸对第一采集图像或者第二采集图像进行图像放大、缩小或者剪裁等，以满足预设尺寸需求。

对第一采集图像或第二采集图像进行滤波去噪操作，在实际应用中，可以对第一采集图像或第二采集图像进行均值滤波或加权平均滤波或中值滤波操作，所谓均值滤波即对原图的一个小区域内(如3x3)中所有像素取平均值，常用的滤波器有四邻域或者八邻域等。加权平均滤波与均值滤波类似，不同之处在于加权平均滤波会做加权平均，即在前面乘上一个对应的系数，常用的滤波器有2种(如3x3)，一种是中心点权值是2其余为1，另一种是高斯滤波器，即中心点权值为4，其4领域的权值为2，其余为1。中值滤波与上面的两种滤波操作不同之处在于中值滤波是一种非线性的滤波方式，其步骤通常是：确定滤波窗口及位置，将窗口内的像素值按灰度大小进行排序，取其中位数代替原窗口中心的像素值。均值滤波能够滤除白噪声，但会使第一采集图像或者第二采集图像失去一些细节，加权均值滤波能有效滤除白噪声，并且不会丢掉原图中的细节，而中值滤波能有效滤除椒盐噪声，本领域技术人员可根据实际需求选择不同的滤波操作。

对第一采集图像或第二采集图像进行图像增强操作，本发明实施例提到的图像增强操作就是调整灰度图像的明暗对比度，也就是对第一采集图像或者第二采集图像中各个像素的灰度值处理，可以采用灰度变换增强的方式，例如获取第一采集图像或者第二采集图像的直方图，可以通过编写程序获取灰度图像的直方图，然后只改变图像中特定像素点的灰度值，并逐点进行。

对第一采集图像或第二采集图像进行边缘检测，比如可以利用Prewitt梯度算子法、Krisch算子的方向梯度法等对图像进行边缘检测，以提升图像采集的质量。

在本发明实施例中，通过巡检设备对电网线路进行实时监测，根据实时监测的数据获取巡检设备的第一设备视野信息，然后基于获取到的第一设备视野信息得到目标巡检区域，以及与目标巡检区域对应的第一采集图像，根据第一设备视野信息以及第一采集图像，得到第二采集图像，接着对第二采集图像进行处理，得到目标采集图像，本发明通过巡检设备自动检测电网线路，然后根据巡检设备的视野信息采集到合适位置的图像，采集后的图像经过优化后得到目标图像，能够提高巡检效率，并且能够提升采集图像的图像质量。

第二方面，本发明实施例还提供了用于执行第一方面实施例中提到的方法的基于电网线路巡检的图像采集系统。

在一些实施例中，如图2所示，基于电网线路巡检的图像采集系统包括第一获取模块100、第二获取模块200、图像采集模块300以及图像处理模块400。

第一获取模块100通过巡检设备对电网线路进行实时监测，根据实时监测的数据获取巡检设备的第一设备视野信息，第二获取模块200基于获取到的第一设备视野信息得到目标巡检区域，以及与目标巡检区域对应的第一采集图像，图像采集模块300根据第一设备视野信息以及第一采集图像，得到第二采集图像，图像处理模块400对第二采集图像进行处理，得到目标采集图像。

本发明通过巡检设备自动检测电网线路，然后根据巡检设备的视野信息采集到合适位置的图像，采集后的图像经过优化后得到目标图像，能够提高巡检效率，并且能够提升采集图像的图像质量。

第三方面，本发明实施例还提供了一种基于电网线路巡检的图像采集系统。

在一些实施例中，电子设备包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行指令时实现本发明实施例中任一项基于电网线路巡检的图像采集方法。

处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序，如本发明实施例描述的基于电网线路巡检的图像采集方法。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序以及指令，从而实现上述的基于电网线路巡检的图像采集方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储执行上述基于电网线路巡检的图像采集方法。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，比如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实现上述的基于电网线路巡检的图像采集方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被一个或者多个处理器执行时，执行上述第一方面实施例中提到的基于电网线路巡检的图像采集方法。

第四方面，本发明实施例还提供了基于电网线路巡检的图像采集系统。

在一些实施例中，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行第一方面实施例中提到的基于电网线路巡检的图像采集方法。

在一些实施例中，该存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，比如，被上述电子设备中的一个处理器执行，可使得上述一个或多个处理器执行上述基于电网线路巡检的图像采集方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。