1.一种基于图像的架空线缆覆冰厚度检测方法,包括如下步骤:步骤S1,获取架空线缆的无覆冰图像,对所述架空线缆的无覆冰图像进行检测,检测出无覆冰线缆,并进行边缘提取,计算出该架空线缆的左右两条边界,并确定其中线;步骤S2,获取架空线缆的当前图像,以步骤S1中的无覆冰图形作为参考图像,将当前图像分割成若干分割区域,基于所述参考图像所识别出的线缆的左右边界和中线,将各分割区域标记为内部区域、外部区域、中间区域,将内部区域作为图像的前景、外部区域作为背景、中间区域作为未知区域计算中间区域的边界,从而利用中间区域的边界得出架空线缆覆冰的厚度;其中,步骤S1进一步包括:步骤S100,获取架空线缆的无覆冰图像,将图像分割成若干块,并计算每块的颜色均值以及块内颜色差值的最大值,并设置线缆标记;步骤S101,将所述无覆冰图像底部中点所在的块标记为线缆;步骤S102,对每一个标记为线缆的像素块的周围块,计算其与该标记为线缆的像素块的颜色均值的差值,根据得到的颜色均值的差值与该标记为线缆的像素块的块内颜色差值最大值的比较结果,确定每个周围块的线缆标记;步骤S103,对于一个线缆像素块,若其周围块都是线缆,则将其标记为内部块,若其周围块有非线缆块,则将其标记为边界块;步骤S104,对标记为边界块的线缆像素块进行边缘提取,利用霍夫变换计算出该线缆的左右两条边界,并确定其中线;步骤S2进一步包括:步骤S200,获取架空线缆的当前图像,将当前图像分割成若干小的分割区域,对于每个分割区域,计算其平均颜色作为区域颜色;步骤S201,于步骤S1确定线缆的左右边界中选择一边界,根据选择的边界与其中线标记当前图像的第一聚类区域,将所有所述第一聚类区域的分割区域的区域颜色进行聚类,生成若干个聚类中心;步骤S202,在所选择的边界的外侧定义一个检测边界;步骤S203,对所述检测边界与步骤S201所选择边界之间的区域作为第二聚类区域,将所有所述第二聚类区域的分割区域的区域颜色进行聚类,生成若干聚类中心;步骤S204,对于完全位于第一聚类区域的分割区域,将其记为内部区域;步骤S205,对于每个内部区域,将其向所选择的边界方向进行扩展,对未标记的分割区域进行标记;步骤S206,将所述检测边界与步骤S201之间所有未标记区域设为外部区域;步骤S207,扫描所述检测边界与中线之间所有的分割区域,标记中间区域;步骤S208,将内部区域作为图像的前景,外部区域作为背景,中间区域作为未知区域,计算中间区域的边界;步骤S209,根据中间区域的边界、步骤S201所选择的边界以及中线计算架空线缆覆冰的厚度。
2.如权利要求1所述的一种基于图像的架空线缆覆冰厚度检测方法,其特征在于:于步骤S100中,设置线缆标记为label ij ,当label ij =1时表示该块图像为线缆;当label ij =-1时表示该块图像为非线缆;当label ij =0时表示该块图像未知,初始时将所有块图像的线缆标记label设置为0。
3.如权利要求2所述的一种基于图像的架空线缆覆冰厚度检测方法,其特征在于:于步骤S102中,对于每一个标记为线缆的像素块B ij ,找出其周围块B pq ,获取每个周围块的颜色均值c pq ,并将其与该标记为线缆的像素块B ij 的颜色均值c ij 进行差值计算,如果‖c pq -c ij ‖<d ij ,则设置该周围块B pq 的线缆标记label pq =1,否则设置其线缆标记label pq =0,其中d ij 为该标记为线缆的像素块的块内颜色差值的最大值。
4.如权利要求1所述的一种基于图像的架空线缆覆冰厚度检测方法,其特征在于,于步骤S201中,将所有第一聚类中心的分割区域的区域颜色用k-means进行聚类,生成若干个聚类中心 于步骤S203中,将检测边界和步骤S201所选择边界之间的所有分割区域的区域颜色用k-means进行聚类,生成若干个聚类中心
5.如权利要求4所述的一种基于图像的架空线缆覆冰厚度检测方法,其特征在于,于步骤S202中,在所选择的边界的外侧定义一个检测边界,使得该检测边界与所选择边界的距离为所选择边界与中线之间距离的5倍。
6.如权利要求5所述的一种基于图像的架空线缆覆冰厚度检测方法,其特征在于,于步骤S205中,扩展方法如下:a)对于内部区域中的一个区域x i ,在其相邻区域中,找出一个尚未标记的区域x j ;b)计算x j 到内部区域聚类的距离 以及x j 到第二聚类区域聚类的距离 c)如果 则将该尚未标记的区域x j 标记为内部区域;否则,将其标记为外部区域。
7.如权利要求6所述的一种基于图像的架空线缆覆冰厚度检测方法,其特征在于,于步骤S209中,根据以下公式计算出覆冰的厚度:其中,y表示在图像的垂直方向上进行计算,IL A 为中间区域的边界,L A 为步骤S201所选择的边界,M表示中线。
8.一种基于图像的架空线缆覆冰厚度检测装置,包括:图像采集单元,用于采集架空线缆的无覆冰图像以及当前图像;无覆冰线缆检测单元,用于获取架空线缆的无覆冰图像,对所述架空线缆的无覆冰图像进行检测,检测出无覆冰线缆,并进行边缘提取,计算出线缆的左右两条边界,并确定其中线;覆冰厚度检测单元,用于获取架空线缆的当前图像,以无覆冰线缆检测单元中的无覆冰图形作为参考图像,将当前图像分割成若干分割区域,基于所述参考图像所识别出的线缆的左右边界和中线,将各分割区域标记为内部区域、外部区域、中间区域,将内部区域作为图像的前景、外部区域作为背景、中间区域作为未知区域计算中间区域的边界,从而利用中间区域的边界得出架空线缆覆冰的厚度;其中,无覆冰线缆检测单元进一步包括:图像分块模块,用于获取架空线缆的无覆冰图像,将图像分割成若干块,并计算每块的颜色均值以及块内颜色差值的最大值,并设置线缆标记;首块标记模块,用于将所述无覆冰图像底部中点所在的块标记为线缆;各像素块标记模块,用于对每一个标记为线缆的像素块的周围块,计算其与该标记为线缆的像素块的颜色均值的差值,根据得到的颜色均值的差值与该标记为线缆的像素块的块内颜色差值最大值的比较结果,确定每个周围块的线缆标记;分类标记模块,用于对于一个线缆像素块,若其周围块都是线缆,则将其标记为内部块,若其周围块有非线缆块,则将其标记为边界块;边缘提取模块,用于对标记为边界块的线缆像素块进行边缘提取,利用霍夫变换计算出该线缆的左右两条边界,并确定其中线;覆冰厚度检测单元进一步包括:当前图像分割模块,用于获取架空线缆的当前图像,将当前图像分割成若干小的分割区域,对于每个分割区域,计算其平均颜色作为区域颜色;第一聚类模块,用于于选择无覆冰线缆检测单元确定线缆的左右边界中选择一边界,根据选择的边界与其中线标记当前图像的第一聚类区域,将所有所述第一聚类区域的分割区域的区域颜色进行聚类,生成若干个聚类中心;检测边界确定模块,用于在所选择的边界的外侧定义一个检测边界;第二聚类模块,用于对所述检测边界与第一聚类模块所选择边界之间的区域作为第二聚类区域,将所有所述第二聚类区域的分割区域的区域颜色进行聚类,生成若干聚类中心;内部区域标记模块,用于对于完全位于第一聚类区域的分割区域,将其记为内部区域;内部区域扩展标记模块,用于对于每个内部区域,将其向所选择的边界方向进行扩展,对未标记的分割区域进行标记;外部区域确定模块,用于将所述检测边界与第一聚类模块所选择边界之间所有未标记区域设为外部区域;中间区域标记模块,用于扫描所述检测边界与中线之间所有的分割区域,标记中间区域;中间区域边界计算模块,用于将内部区域作为图像的前景,外部区域作为背景,中间区域作为未知区域,计算中间区域的边界;覆冰厚度计算模块,用于根据中间区域的边界、第一聚类模块所选择的边界以及中线计算架空线缆覆冰的厚度。