1.基于光学图像的绝缘子串自动识别方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:获取光学图像:通过在机器人上安装工业相机,对绝缘子串进行数据采集,获得光学图像;步骤二:对光学图像进行预处理:对带有绝缘子串的光学图像进行预处理,获得目标区域;步骤三:对光学图像进行特征提取:在目标区域中,建立灰度特征曲线模型,构建灰度周期性特征矩阵和灰度阈值特征矩阵,提取绝缘子串特征;所述建立灰度特征曲线模型包括以下步骤:步骤3.1.1:提取目标区域左边缘:li k =k,步骤3.1.2:提取目标区域右边缘:ri k =k,式中D(x,y)为二值图像,k代表图像的行数,t代表图像的列数,l k ,r k 为边缘上的像素点位置;n I 为图像的最大行数;步骤3.1.3:通过目标区域的左边缘与右边缘,确定目标区域中线的位置:mi k =k,式中m k 为灰度特征曲线像素点的坐标,mi k 为灰度特征曲线像素点行坐标,mj k 为灰度特征曲线像素点列坐标;步骤3.1.4:建立灰度特征曲线模型:f(x k ,y k )=0其中:x k =mi kx k 为特征曲线的横坐标,即图像行数,y k 为特征曲线的纵坐标,即灰度值;L(m k )表示灰度图像;所述灰度周期性特征矩阵:其中:h 1,k =a k+1 -a k ,h 2,k =|b k+1 -b k |,(1)k=1,2…n 1 -1式中a k 为灰度特征曲线f(x k ,y k )=0上极小值点的横坐标,b k 为灰度特征曲线f(x k ,y k )=0上极小值点的纵坐标,即灰度值;n 1 为灰度周期性特征矩阵的列数;所述步骤三中,所述灰度阈值特征矩阵:设定阈值λ g1 ,λ g2 ,λ g1 ﹤λ g2 ,在特征曲线上筛选出y k >λ g1 并且y k <λ g2 的点;选出点后,将这些点对应的x k 按由小到大排列,依次加入到矩阵 的第2行中,将x k 对应的y k 加入到矩阵 的第1行中;g 1,k 为选取到点的纵坐标,即灰度值,g 2,k 为选取到点的横坐标,即图像行数;k=1,2…n 2 ;步骤四:绝缘子串类型识别:根据绝缘子串特征对绝缘子串类型进行识别。
2.根据权利要求1所述的基于光学图像的绝缘子串自动识别方法,其特征在于:所述步骤二中,对光学图像进行预处理包括以下步骤:步骤2.1:将光学图像进行灰度化处理得到灰度图像;步骤2.2:通过otsu算法将灰度图像转换为二值图像;步骤2.3:再依次通过膨胀运算、腐蚀运算消除二值图像中的干扰像素点;步骤2.4:在处理后的二值图像中选取最大连通域作为目标区域,完成预处理。
3.根据权利要求1所述的基于光学图像的绝缘子串自动识别方法,其特征在于:所述步骤三中,提取绝缘子串特征包括以下步骤:步骤3.2.1:由 提取绝缘子串段数特征首先设定阈值α h1 ,α h2 ,初始化标志位δ g 为0,段数信息Num(G)为0;然后对 按列进行遍历:当δ h =0,h 1,k <α h1 并且h 2,k <α h2 时,置标志位δ h 为1,并记录当前h 1,k 对应的a k 作为绝缘子串的上边界;当δ h =1并且h 1,k ≥α h1 或者h 2,k ≥α h2 时,置标志位δ h 为0,记录当前h 1,k 对应的a k 作为绝缘子串的下边界,并将段数信息加1,完成一段绝缘子串的识别;最后,Num(H)为灰度周期性特征矩阵提取出的绝缘子串段数,并将记录灰度特征曲线行数在图像中做出标记,完成灰度周期性特征矩阵对绝缘子串的识别;步骤3.2.2:由 提取绝缘子串段数特征首先设定阈值α g1 ,α g2 ,初始化标志位δ g 为0,段数信息Num(G)为0;对 按列进列遍历:当g 2,k+1 -g 2,k <α g1 并且δ g =0时,置δ g 为1,并记录其对应的图像行数,即g 1k ;当g 2,k+1 -g 2,k >α g1 并且δ g =1时,并记录其对应的图像行数g 1,k ;将两次纪录的行数做差,求得行数跨度L;当L>α g2 时,将段数信息Num(G)加1,将第一次记录的图像行数作为绝缘子串上边界,第二次记录的绝缘子串作为下边界,在图像中做出标记;当L≤α g2 时,不做任何操作;最后,Num(G)为灰度阈值特征矩阵提取出的绝缘子串段数,并将记录的边缘信息在图像中做出标记,完成灰度周期性特征矩阵对绝缘子串的识别。
4.根据权利要求1所述的基于光学图像的绝缘子串自动识别方法,其特征在于:所述步骤四中,根据绝缘子串特征对绝缘子串类型进行识别包括以下步骤:将步骤3.2.1和步骤3.2.2中分别得到的绝缘子串上边界取均值、下边界取均值,作为识别到的绝缘子串上、下边界;将步骤3.2.1和步骤3.2.2中分别得到的段数信息取均值,作为识别到的绝缘子串的段数。