楊新生 吳昊 馬文超 郭玉鵬

摘 要：伴隨科技高速發(fā)展，無人機在高壓輸電線路巡檢中得以廣泛應用，且具備使用成本較低及安全性能良好等優(yōu)勢，應用前景良好?；诖耍疚尼槍D像處理技術在無人機電力線路巡檢中的應用予以探討，如針對電力巡檢中圖像處理技術的光學像差、輻射失真、幾何失真等影響因素予以敘述，并針對無人機巡檢重要性予以評價，同時也對圖像處理技術的實際應用予以分析，望借此為推動圖像處理技術在無人機電力線路巡檢中應用提供參考。

關鍵詞：圖像處理技術；無人機；電力線路

電力行業(yè)中，因電力線路覆蓋范圍廣泛，且所處自然環(huán)境較為惡劣，電力部門每年需耗費大量人力、物力展開電路巡檢工作。而無人機因具備受地理條件限制小及安全性能良好等優(yōu)勢，現(xiàn)已在電力線路巡檢中得以廣泛應用，可借助無人機機載攝像裝備拍攝輸電線路圖像，通過圖像分析對電線桿及電線塔等電力設備運行狀態(tài)予以了解，通過圖像處理技術的應用對線路基本運行狀態(tài)予以掌握，發(fā)現(xiàn)線路缺陷，借此也可在一定程度上保障電力線路正常運行。

1.電力巡檢中圖像處理技術影響因素

圖像處理技術在電力巡檢應用過程中易受眾多因素影響，對輸電線路巡檢工作順利展開形成阻礙，電力巡檢過程中常見影響因素如下：①光學像差。光學系統(tǒng)中，近軸區(qū)的理想像、遠軸區(qū)的實際像二者間存在一定偏離，二者間所產生像差對圖像質量造成影響，降低巡檢工作準確率。②輻射失真。借助傳感器對目標加以觀測時或在能量輻射過程中所產生輻射失真現(xiàn)象，將會導致遙感圖像失真，對遙感圖像解釋、判讀的準確性造成干擾。③幾何失真。因傳感器差異、無人機飛行狀態(tài)不同等因素影響，使得無人機在電力巡檢中所獲取的圖像失真，此類圖像退化現(xiàn)象被稱作幾何失真。④噪聲。圖像噪聲即指無人機在圖像傳輸，或圖像獲取過程中所遭受的信號干擾，使得圖像中產生高斯噪聲，或椒鹽噪聲，對無人機電力巡檢工作效率造成影響。⑤四季變化及光照等。光照及季節(jié)變化等因素使得輸電線路周邊景象、自然環(huán)境不斷變化。輸電線路及相關部件所處背景圖像隨之變化，干擾因素增加。由此，也對無人機電力巡檢工作在復雜工作場景下對目標的識別、提取提出較高要求。⑥運動模糊。因無人機在飛行過程中自身成像系統(tǒng)易遭受機械振動及姿態(tài)變化等因素影響，因此運動模糊也為影響無人機電力巡檢質量的重要原因。

2.無人機巡檢重要性

將無人機應用至線路巡檢中具備工作效率高、節(jié)約成本等眾多優(yōu)勢。目前，中國輸電線路現(xiàn)已遍布國內各區(qū)域，涉及面積尤為廣泛，因此確保電路環(huán)境穩(wěn)定尤為必要。通常情況下，供電點為眾多小工作點構成，此供電點即為一個小規(guī)模電網。國家為使全國人民均可應用優(yōu)質電能，多會選擇在部分地形險峻、環(huán)境惡劣的偏遠地區(qū)建設相應供電網。所以，此部分地區(qū)電線塔、電線桿、電力輸電線路等電力設備均處于惡劣環(huán)境，且因受環(huán)境影響，電力設備易產生故障，對供電質量造成影響。同時，因環(huán)境惡劣導致電力巡檢人員數(shù)量較少，使得偏遠地區(qū)電力巡檢工作難以順利展開，工作效率難以得到有效保障。而將無人機應用至偏遠地區(qū)除可對電力巡檢人員數(shù)量不足問題予以處理外，也可避免因人工巡檢所產生的誤差，提高巡檢工作質量。因無人機巡檢同人工巡檢相比成本較低，具備工作誤差小、工作能力強、安全性能高等優(yōu)勢，在電力線路巡檢中得以廣泛應用。

現(xiàn)階段無人機技術正日漸成熟，國家對民用無人機也予以足夠重視，為無人機在日常生活中的推廣應用創(chuàng)造良好條件。據(jù)數(shù)據(jù)指出，我國民用無人機在2015年時，市場規(guī)模已達23億元，2017年我國民用無人機市場規(guī)模已達65億元，預計2020年我國民用無人機市場規(guī)模將同比增長約66%，由此可見，無人機市場發(fā)展前景良好。

3.圖像處理技術的應用

3.1圖像預處理

圖像生成過程中易受噪聲、天氣等因素影響，導致探測器所獲取圖像同實際情況可能存在偏差。因此，為保障圖像檢測結果準確性，則需針對此類圖像展開人為處理。實際應用過程中天氣變化影響成像質量。如霧雨天氣情況下，可見度降低，雨水、霧氣將會致使圖像模糊，而霧雨痕跡則較為清晰、明亮，因此可借助像素過濾值實現(xiàn)雨水過濾，但此方式僅適用于簡單圖像處理上。針對運動視頻處理而言，國外學者構建霧雨相關模型，借助物理模型對霧雨像素加以描述，利用背景分離方法實現(xiàn)圖像分離處理，通過檢測前后圖像亮度、大小比對，實現(xiàn)霧雨消除。針對單一圖像去霧方面，國外學者提出，借助全局濾波可對圖像中所存在的霧噪聲予以良好處理。有指導的圖像濾波器可借助引導圖像內容以局部線性模型導出，其中指導圖像可為輸入圖像本身，或為另一個圖像，有指導的圖像濾波器同雙邊濾波器相較而言邊緣特征保留性能更為良好。

3.2圖像拼接及識別技術

無人機實際拍攝過程中，攝像機分辨率較低，所以需拍攝大量圖像加以比對分析，借此提升圖像分辨率。實際工作中，可借助各種圖像的拼接對電力巡檢工作對圖像清晰度所提出的要求予以充分滿足。由于拍攝過程中不確定因素眾多，因此，圖像拼接技術并非為將各種不同圖像的像素直接拼接，而是應結合圖像特征差異，將像素導出。隨后借助參考像素中特征較大位置，挑選重疊位置。由此可見，圖像拼接工作所需工作時間較長，工作效率較低，同時圖像拼接技術也無法對圖像旋轉后重疊區(qū)域選取問題予以解決。除此之外，圖像拼接技術對設備也提出較高要求。通常情況下，兩幅圖像邊界上所存在細微灰度差別將導致兩幅圖像產生明顯差距，但圖像實際拼接過程中灰度差難以避免，而借助圖像融合則可針對此現(xiàn)象予以有效處理，可利用平滑重疊部分漸進方式，實現(xiàn)第一圖像、第二圖像間的轉化。圖像識別技術在電力巡檢中的應用即為借助計算機所拍攝圖像找尋傳輸線路區(qū)域，但實際拍攝過程中易受到自然天氣影響，加大目標選取難度。

結束語：若高壓輸電線路在運行過程中產生故障將會造成大面積電網斷電，引發(fā)鐵路停電及道路交通擁堵等嚴重后果，所以，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行尤為必要。為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，展開電力線路巡檢工作對潛在故障、異?，F(xiàn)象及時發(fā)現(xiàn)并處理具備重要意義。目前，無人機為我國電力線路巡檢的重要設備，而圖像處理也逐漸成為自動電力線路檢測的重要發(fā)展方向。圖像處理技術應逐漸應用至無人機電力巡檢各環(huán)節(jié)，為中國電力系統(tǒng)正常運行提供保障。

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