玻璃绝缘子裂纹提取系统及方法
技术领域
本发明涉及玻璃绝缘子领域，更具体地，涉及一种玻璃绝缘子裂纹提取系统及方法。
背景技术
玻璃绝缘子在生产和运行的头几年，就发现它比瓷绝缘子有如下一系列优点：
由于玻璃绝缘子表层的机械强度高，使表面破裂的概率降低；玻璃的电气强度一般在整个运行期间保持不变，并且其老化过程比瓷要缓慢得多，因此玻璃绝缘子主要由于自损坏而报废，在运行第一年内发生，可是瓷绝缘子的缺陷只有在运行几年以后才开始发现；
采用玻璃绝缘子，可以取消在运行过程中绝缘子进行的带电定期预防性试验；这是因为钢化玻璃的每种损坏都会造成绝缘子的破坏，运行人员在巡线时很容易发现它；当绝缘子损坏时，钢帽和铁脚附近的玻璃碎片被卡住，绝缘子剩余部分的机械强度足以防止绝缘子串断脱；玻璃绝缘子自破率是衡量产品质量的重要指标之一,也是当前输电工程招、投标时评标的质量依据。
目前，玻璃绝缘子的表面裂纹较浅，采用人工检测模式或者一般的电子检测模式很难识别表面裂纹或者很难对玻璃绝缘子的表面裂纹识全，同时，玻璃绝缘子一般用于高压输电线路，这种高压检测环境导致人工检测模式难以展开且检测速率低下。
发明内容
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种玻璃绝缘子裂纹提取系统及方法，能够在针对性设计的硬件平台上完成对每一处玻璃绝缘子的整体视觉数据采集，并在此基础上实现对当前玻璃绝缘子的裂纹蔓延程度的检测，从而为是否更换玻璃绝缘子提供关键数据。
为此，本发明至少需要具备以下几处重要的发明点：
(1)引入包括存储单元、导航单元和行驶单元的行驶定位机构以及引入包括水平盘体、安装座、直流电机、竖立杆体以及光电传感器的环绕拍摄平台，实现对每一处玻璃绝缘子的整体视觉数据采集；
(2)获得针对性处理的现场画面中的各个像素的各个灰度值，并将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素，以在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量超限时，发出更换请求指令。
根据本发明的一方面，提供了一种玻璃绝缘子裂纹提取系统，所述系统包括：
行驶定位机构，用于基于内置存储单元存储的每一处玻璃绝缘子的导航位置控制其上方的环绕拍摄平台到达每一处玻璃绝缘子所在传输线路位置。
更具体地，在所述玻璃绝缘子裂纹提取系统中：
所述行驶定位机构包括存储单元、导航单元和行驶单元，所述行驶单元分别与所述存储单元和所述导航单元连接。
更具体地，在所述玻璃绝缘子裂纹提取系统中，还包括：
环绕拍摄平台，设置在所述行驶定位机构的上方，用于对当前玻璃绝缘子执行环绕式拍摄操作，以获得同一水平上的不同视角的多个采集画面，并将所述不同视角的多个采集画面进行拼接以获得全景采集画面；
首层处理机构，与所述环绕拍摄平台连接，用于对接收到的全景采集画面执行应用对数变换的图像数据增强处理，以获得对应的首层处理画面；
次层处理机构，与所述首层处理机构连接，用于对接收到的首层处理画面执行应用Kirsch算子的图像数据锐化处理，以获得对应的次层处理画面；
逐点检查机构，与所述次层处理机构连接，用于获得所述次层处理画面中的各个像素的各个灰度值，并将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素；
更换提示机构，与所述逐点检查机构连接，用于在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量超限时，发出更换请求指令，还用于在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量未超限时，发出无需更换指令；
移动通信机构，分别与所述更换提示机构和所述行驶定位机构连接，用于在接收到更换请求指令时，将更换请求指令和所述行驶定位机构提供的定位信息打成单个IP数据包无线发送给远端的电力设施维护服务器；
其中，将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素包括：获取周围各个像素的各个灰度值，对所述各个灰度值进行大小排序，将中间序号的灰度值作为周围像素的灰度参考值；
其中，所述移动通信机构还用于在接收到无需更换指令时，不执行向远端的电力设施维护服务器的IP数据包的无线发送；
其中，所述环绕拍摄平台包括水平盘体、安装座、直流电机、竖立杆体以及光电传感器，所述光电传感器设置在所述竖立杆体的顶部，所述水平盘体设置在所述行驶定位机构的上方；
其中，所述安装座被设置在所述水平盘体内的环形槽体内，所述直流电机用于驱动所述安装座在所述环形槽体内围绕所述水平盘体的中心位置旋转。
根据本发明的另一方面，还提供了一种玻璃绝缘子裂纹提取方法，所述方法包括：
使用行驶定位机构，用于基于内置存储单元存储的每一处玻璃绝缘子的导航位置控制其上方的环绕拍摄平台到达每一处玻璃绝缘子所在传输线路位置。
更具体地，在所述玻璃绝缘子裂纹提取方法中：
所述行驶定位机构包括存储单元、导航单元和行驶单元，所述行驶单元分别与所述存储单元和所述导航单元连接。
更具体地，在所述玻璃绝缘子裂纹提取方法中，还包括：
使用环绕拍摄平台，设置在所述行驶定位机构的上方，用于对当前玻璃绝缘子执行环绕式拍摄操作，以获得同一水平上的不同视角的多个采集画面，并将所述不同视角的多个采集画面进行拼接以获得全景采集画面；
使用首层处理机构，与所述环绕拍摄平台连接，用于对接收到的全景采集画面执行应用对数变换的图像数据增强处理，以获得对应的首层处理画面；
使用次层处理机构，与所述首层处理机构连接，用于对接收到的首层处理画面执行应用Kirsch算子的图像数据锐化处理，以获得对应的次层处理画面；
使用逐点检查机构，与所述次层处理机构连接，用于获得所述次层处理画面中的各个像素的各个灰度值，并将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素；
使用更换提示机构，与所述逐点检查机构连接，用于在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量超限时，发出更换请求指令，还用于在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量未超限时，发出无需更换指令；
使用移动通信机构，分别与所述更换提示机构和所述行驶定位机构连接，用于在接收到更换请求指令时，将更换请求指令和所述行驶定位机构提供的定位信息打成单个IP数据包无线发送给远端的电力设施维护服务器；
其中，将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素包括：获取周围各个像素的各个灰度值，对所述各个灰度值进行大小排序，将中间序号的灰度值作为周围像素的灰度参考值；
其中，所述移动通信机构还用于在接收到无需更换指令时，不执行向远端的电力设施维护服务器的IP数据包的无线发送；
其中，所述环绕拍摄平台包括水平盘体、安装座、直流电机、竖立杆体以及光电传感器，所述光电传感器设置在所述竖立杆体的顶部，所述水平盘体设置在所述行驶定位机构的上方；
其中，所述安装座被设置在所述水平盘体内的环形槽体内，所述直流电机用于驱动所述安装座在所述环形槽体内围绕所述水平盘体的中心位置旋转。
本发明的玻璃绝缘子裂纹提取系统及方法结构紧凑、逻辑可靠。由于在能够在针对性设计的硬件平台以及针对性裂纹识别机制的基础上，完成对每一处玻璃绝缘子的裂纹蔓延程度的检测，从而有效替换了原有的人工检测模式。
附图简要说明
本领域技术人员通过参考附图可更好理解本发明的众多优点，其中：
图1是依照本发明的玻璃绝缘子裂纹提取系统及方法所应用的玻璃绝缘子的结构示意图。
具体实施方式
用来支持导线并使其绝缘的器件称为绝缘子，该绝缘子器件由玻璃制成，称为玻璃绝缘子；目前用在线路中最广泛的是钢化玻璃绝缘子。绝缘子一般有玻璃和瓷制。
绝缘子主要是用来将导线固定在电杆等，并使导线与电杆等绝缘。绝缘子是高压输电线路的关键部件之一，其性能优劣直接影响到整条输电线路的运行安全。玻璃绝缘子因为零值自破、容易维护等特点而得到广泛应用。
目前，玻璃绝缘子的表面裂纹较浅，采用人工检测模式或者一般的电子检测模式很难识别表面裂纹或者很难对玻璃绝缘子的表面裂纹识全，同时，玻璃绝缘子一般用于高压输电线路，这种高压检测环境导致人工检测模式难以展开且检测速率低下。
现在，将针对公开的主题对本发明进行具体的说明。
图1是依照本发明的玻璃绝缘子裂纹提取系统及方法所应用的玻璃绝缘子的结构示意图。
其中，在图1中，1为所述玻璃绝缘子的第一层伞裙，2为所述玻璃绝缘子的第二层伞裙，3为所述玻璃绝缘子的主体结构。
根据本发明实施方案示出的玻璃绝缘子裂纹提取系统包括：
行驶定位机构，用于基于内置存储单元存储的每一处玻璃绝缘子的导航位置控制其上方的环绕拍摄平台到达每一处玻璃绝缘子所在传输线路位置。
接着，继续对本发明的玻璃绝缘子裂纹提取系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述玻璃绝缘子裂纹提取系统中：
所述行驶定位机构包括存储单元、导航单元和行驶单元，所述行驶单元分别与所述存储单元和所述导航单元连接。
所述玻璃绝缘子裂纹提取系统中还可以包括：
环绕拍摄平台，设置在所述行驶定位机构的上方，用于对当前玻璃绝缘子执行环绕式拍摄操作，以获得同一水平上的不同视角的多个采集画面，并将所述不同视角的多个采集画面进行拼接以获得全景采集画面；
首层处理机构，与所述环绕拍摄平台连接，用于对接收到的全景采集画面执行应用对数变换的图像数据增强处理，以获得对应的首层处理画面；
次层处理机构，与所述首层处理机构连接，用于对接收到的首层处理画面执行应用Kirsch算子的图像数据锐化处理，以获得对应的次层处理画面；
逐点检查机构，与所述次层处理机构连接，用于获得所述次层处理画面中的各个像素的各个灰度值，并将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素；
更换提示机构，与所述逐点检查机构连接，用于在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量超限时，发出更换请求指令，还用于在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量未超限时，发出无需更换指令；
移动通信机构，分别与所述更换提示机构和所述行驶定位机构连接，用于在接收到更换请求指令时，将更换请求指令和所述行驶定位机构提供的定位信息打成单个IP数据包无线发送给远端的电力设施维护服务器；
其中，将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素包括：获取周围各个像素的各个灰度值，对所述各个灰度值进行大小排序，将中间序号的灰度值作为周围像素的灰度参考值；
其中，所述移动通信机构还用于在接收到无需更换指令时，不执行向远端的电力设施维护服务器的IP数据包的无线发送；
其中，所述环绕拍摄平台包括水平盘体、安装座、直流电机、竖立杆体以及光电传感器，所述光电传感器设置在所述竖立杆体的顶部，所述水平盘体设置在所述行驶定位机构的上方；
其中，所述安装座被设置在所述水平盘体内的环形槽体内，所述直流电机用于驱动所述安装座在所述环形槽体内围绕所述水平盘体的中心位置旋转。
在所述玻璃绝缘子裂纹提取系统中：
所述安装座上竖立有所述竖立杆体，用于带动所述竖立杆体进行环形移动，所述光电传感器设置在所述竖立杆体的顶端，用于对当前玻璃绝缘子执行环绕式拍摄操作，以获得同一水平上的不同视角的多个采集画面。
在所述玻璃绝缘子裂纹提取系统中：
所述环绕拍摄平台还包括信号组合设备，与所述光电传感器连接，用于将接收到的所述不同视角的多个采集画面进行拼接以获得全景采集画面。
根据本发明实施方案示出的玻璃绝缘子裂纹提取方法包括：
使用行驶定位机构，用于基于内置存储单元存储的每一处玻璃绝缘子的导航位置控制其上方的环绕拍摄平台到达每一处玻璃绝缘子所在传输线路位置。
接着，继续对本发明的玻璃绝缘子裂纹提取方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述玻璃绝缘子裂纹提取方法中：
所述行驶定位机构包括存储单元、导航单元和行驶单元，所述行驶单元分别与所述存储单元和所述导航单元连接。
所述玻璃绝缘子裂纹提取方法还可以包括：
使用环绕拍摄平台，设置在所述行驶定位机构的上方，用于对当前玻璃绝缘子执行环绕式拍摄操作，以获得同一水平上的不同视角的多个采集画面，并将所述不同视角的多个采集画面进行拼接以获得全景采集画面；
使用首层处理机构，与所述环绕拍摄平台连接，用于对接收到的全景采集画面执行应用对数变换的图像数据增强处理，以获得对应的首层处理画面；
使用次层处理机构，与所述首层处理机构连接，用于对接收到的首层处理画面执行应用Kirsch算子的图像数据锐化处理，以获得对应的次层处理画面；
使用逐点检查机构，与所述次层处理机构连接，用于获得所述次层处理画面中的各个像素的各个灰度值，并将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素；
使用更换提示机构，与所述逐点检查机构连接，用于在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量超限时，发出更换请求指令，还用于在所述次层处理画面中的裂纹像素的数量未超限时，发出无需更换指令；
使用移动通信机构，分别与所述更换提示机构和所述行驶定位机构连接，用于在接收到更换请求指令时，将更换请求指令和所述行驶定位机构提供的定位信息打成单个IP数据包无线发送给远端的电力设施维护服务器；
其中，将灰度值与周围像素的灰度参考值的差值的绝对值超过预设差值阈值的像素作为裂纹像素包括：获取周围各个像素的各个灰度值，对所述各个灰度值进行大小排序，将中间序号的灰度值作为周围像素的灰度参考值；
其中，所述移动通信机构还用于在接收到无需更换指令时，不执行向远端的电力设施维护服务器的IP数据包的无线发送；
其中，所述环绕拍摄平台包括水平盘体、安装座、直流电机、竖立杆体以及光电传感器，所述光电传感器设置在所述竖立杆体的顶部，所述水平盘体设置在所述行驶定位机构的上方；
其中，所述安装座被设置在所述水平盘体内的环形槽体内，所述直流电机用于驱动所述安装座在所述环形槽体内围绕所述水平盘体的中心位置旋转。
所述玻璃绝缘子裂纹提取方法中：
所述安装座上竖立有所述竖立杆体，用于带动所述竖立杆体进行环形移动，所述光电传感器设置在所述竖立杆体的顶端，用于对当前玻璃绝缘子执行环绕式拍摄操作，以获得同一水平上的不同视角的多个采集画面。
所述玻璃绝缘子裂纹提取方法中：
所述环绕拍摄平台还包括信号组合设备，与所述光电传感器连接，用于将接收到的所述不同视角的多个采集画面进行拼接以获得全景采集画面。
另外，玻璃绝缘子的绝缘电阻的测量方式如下：对于单元件的绝缘子，只能在停电的情况下测量其绝缘电阻，相关规程中规定，采用2500V及以上的兆欧表，目前使用较多的是2500V和5000V兆欧表，也有电压更高的专门仪器，但实际上，在1*104MΩ以内，精度相同的2500V和5000V兆欧表，在相同的湿度下测量的绝缘电阻基本相同，在所测绝缘电阻大于1*104MΩ时，2500V兆欧表无法读出准确的绝缘电阻值，只能按∞记数。而5000兆欧表则可取的最大绝缘电阻可达2*105MΩ。
同时，对于多元件组合的绝缘子，可停电、也可带电测量其绝缘电阻，其方法是用高电阻接至带电的绝缘子上，使测量绝缘电阻的兆欧表处于地电位，从测得的绝缘电阻中减去高电阻的电阻值，即为被测绝缘子的绝缘电阻值，带电测量绝缘子绝缘电阻的原理接线，R为高电阻杆中的电阻，阻值按10～20kΩ/V、长度按0.5～105kV/cm选择，每单位电阻容量为l～2W；C为接地电容，可使兆欧表处于地电位，C的绝缘电阻应达到兆欧表的最大量限，以保证测量的准确度，C的电容量为0.01～0.05μF，应能承受3000V以上的直流电压。
因为可以在不脱离本发明范围的情况下作出一定变化，因此上述说明书所包含的或者附图中所显示的全部内容均应被解释成说明性的，而不仅仅是字面含义。本领域技术人员应该意识到，在不脱离本发明范围的情况下，附图所示的顺序步骤或结构可以改变，并且这里所包含的说明仅是对本发明多种可能描述的个别例子。
