(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210243912.6 (22)申请日 2022.03.11 (71)申请人 四川大学 地址 610065 四川省成 都市一环路南 一段 24号 (72)发明人 张文瑄　陈子怡　朱彦臣　方夏　 周勇　徐翔宇　申江念永　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 李蜜 (51)Int.Cl. G06V 10/44(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06T 7/00(2017.01)G06Q 50/06(2012.01) G07C 1/20(2006.01) (54)发明名称 一种输电线路塔钢构件腐蚀检测方法及系 统 (57)摘要 本发明公开了一种输电线路塔钢构件腐蚀 检测方法及系统， 首先获取输电线路塔钢构件图 像； 然后对获取钢构件蒙版图像和与钢构件位置 相应的腐蚀区域蒙版图像， 并将 两者进行匹配融 合； 再实现腐蚀区域与相应直线角钢的准确映 射； 之后获取输电线路塔钢构件图像的腐蚀程 度； 最后依据输电线路塔钢构 件图像的腐蚀程度 对输电线路塔钢构件腐蚀情况进行分析， 给出评 价状态、 腐蚀等级和处理措施。 本发明可有效提 高对输电线路塔钢构件腐蚀检测的效率和准确 性， 从而减少腐蚀引起的安全事故和经济损失， 对电网安全运行 具有重要意 义。 权利要求书2页 说明书10页 附图6页 CN 114663672 A 2022.06.24 CN 114663672 A 1.一种输电线路塔钢构件腐蚀检测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1 获取输电线路塔钢构件图像； S2 对获取的输电线路塔钢构件图像进行处理分别得到钢构件蒙版图像和与钢构件位 置相应的腐蚀区域 蒙版图像， 并将两者进行匹配融合； 该步骤 包括以下分步骤： S21 对获取的输电线路塔钢构件图像进行处理， 分别得到钢构件位置的无背景钢构件 图像以及钢构件上腐蚀位置的无背景腐蚀区域图像； S22分别对无背景钢构件图像和无背景腐蚀区域图像进行阈值化处理， 并经滤波后计 算图像梯度幅值与方向， 排除非边缘像素， 得到无背景钢构件图像和无背景腐蚀区域图像 的边缘像素； S23 利用无背景钢构件图像的边缘像素得到钢构件边缘线， 依据钢构件边缘线斜率对 钢构件边 缘线进行聚类， 得到组成钢构件的各直线角钢的两条平行线， 形成有效平行线对； S24 依据有效平行线对和无背景腐蚀区域图像的边缘像素， 构建钢构件蒙版图像和腐 蚀区域蒙版图像； 再将钢构件蒙版图像和腐蚀区域 蒙版图像进行匹配融合； S3 遍历有效平行线对， 选择腐蚀像素个数大于腐蚀像素数阈值的直线角钢蒙版图像 及相应的腐蚀区域蒙版图像， 并将两者绘至输电线路塔钢构件图像上， 实现腐蚀区域与相 应直线角钢的准确映射； S4 获取每根直线角钢的腐蚀程度， 并以最高的腐蚀程度作为输电线路塔钢构件图像 的腐蚀程度； S5 依据输电线路塔钢构件图像的腐蚀程度对输电线路塔钢构件腐蚀情况进行分析。 2.根据权利要求1所述的输电线路塔钢构件腐蚀检测方法， 其特征在于， 所述步骤S21 中， 采用网格法YOLO ‑V4或Deeplab  V3+算法对输电线路塔钢构件进行划分， 得到无背景钢 构件图像， 再进一步采用网格法YOLO ‑V4或Deeplab  V3+算法对钢构件进行划分， 得到无背 景腐蚀区域图像。 3.根据权利要求1或2所述的输电线路塔钢构件腐蚀检测方法， 其特征在于， 所述步骤 S22中， 采用自适应阈值算法分别对无背景钢构件图像和无背景腐蚀区域图像进行阈值化 处理， 然后利用归一化均值滤波器对阈值化处理后的图像进 行处理， 降低图像噪声； 再对降 噪后的图像计算梯度幅值与方向， 并基于计算结果排除图像中非边缘像素； 最后将梯度幅 值超过设定幅值阈值的像素保留作为 边缘像素。 4.根据权利要求3所述的输电线路塔钢构件腐蚀检测方法， 其特征在于， 所述步骤S23 中， 采用多数投票算法检测 边缘像素得到钢构件边缘线， 将钢构件边缘线以极坐标系中角 度的形式筛选出斜率为0和斜率为k的直线， 再采用均值漂移 算法将两条倾斜角度相同的平 行线聚为一类， 即得到组成钢构件的一根直线角钢的两条平行线， 并组成一个平行线对； 依 次类推， 可以得到各直线角钢的平行线对； 将各直线角钢的平行线对与由无背景腐蚀区域 图像的边缘像素得到的腐蚀图像边缘进行对比， 找出有效平行线对， 即得到与腐蚀区域相 关的直线角钢。 5.根据权利要求4所述的输电线路塔钢构件腐蚀检测方法， 其特征在于， 所述步骤S24 中， 设置直线角钢蒙版阈值和腐蚀区域蒙版阈值， 依据找到的有效平行线对和内部对应的 腐蚀区域图像的像素点， 分别绘制包含直线角钢的钢构件蒙版图像和腐蚀区域蒙版图像； 再将腐蚀区域蒙版图像绘制到钢构件蒙版图像上， 实现腐蚀区域蒙版图像与钢构件蒙版图权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114663672 A 2像的匹配融合。 6.根据权利要求1所述的输电线路塔钢构件腐蚀检测方法， 其特征在于， 所述步骤S4 中， 将单根结构的直线角钢蒙版图像上的腐蚀区域像素点个数与所在直线角钢蒙版图像上 的像素点个数相除， 作为每根直线角钢的腐蚀程度， 选取单根直线角钢最高的腐蚀程度作 为输电线路塔钢构件图像的腐蚀程度。 7.根据权利要求1所述的输电线路塔钢构件腐蚀检测方法， 其特征在于， 上述步骤S5 中， 依据设定输电线路塔干构建腐蚀程度等级标准， 结合步骤S4得到的输电线路塔钢构件 图像的腐蚀程度， 确定当前输电线路塔钢构件所处的腐蚀等级， 并按照相应措施进行处 理。 8.一种输电线路塔钢构件腐蚀检测系统， 其特征在于， 包括图像获取单元和主控器； 所 述主控器图像处 理单元、 图像映射单 元、 计算单 元和数据分析 单元； 图像获取 单元， 用于获取输电线路塔钢构件图像； 图像处理单元， 用于对获取的输电线路塔钢构件图像进行处理分别得到钢构件蒙版图 像和与钢构件位置相应的腐蚀区域蒙版图像， 并将两者进行匹配融合； 该单元包括以下子 单元： 图像分割子单元， 用于对获取的输电线路塔钢构件图像进行处理， 分别得到钢构件位 置的无背景钢构件图像以及钢构件上腐蚀位置的无背景腐蚀区域图像； 第一图像分析子单元， 用于分别对无背景钢构件图像和无背景腐蚀区域图像进行阈值 化处理， 并经滤波后计算图像梯度幅值与方向， 排除非边缘像素， 得到无背景钢构件图像和 无背景腐蚀区域图像的边 缘像素； 第二图像分析子单元， 用于无背景钢构件图像的边缘像素得到钢构件边缘线， 依据钢 构件边缘线斜率对钢构件边缘线进行聚类， 得到组成钢构件的各直线角钢的两条平行线， 形成有效平行线对； 图像匹配子单元， 用于依据有效平行线对和无背景腐蚀区域图像的边缘像素， 构建钢 构件蒙版图像和 腐蚀区域蒙版图像； 再将钢构件蒙版图像和 腐蚀区域蒙版图像进 行匹配融 合； 图像映射单元， 用于遍历有效平行线对， 选择腐蚀像素个数大于腐蚀像素数阈值的直 线角钢蒙版图像及相应的腐蚀区域蒙版图像， 并将两者绘至输电线路塔钢构件图像上， 实 现腐蚀区域与相应直线角钢的准确映射； 计算单元， 用于获取每根直线角钢的腐蚀程度， 并以最高的腐蚀程度作为输电线路塔 钢构件图像的腐蚀程度； 数据分析单元， 用于依据输电线路塔钢构件图像的腐蚀程度对输电线路塔钢构件腐蚀 情况进行分析。 9.根据权利要求8所述的输电线路塔钢构件腐蚀检测系统， 其特征在于， 还包括数据库 单元、 数据显示单元和后台服务器； 所述数据库单元包括用于存储输电线路塔钢构件腐蚀 程度等级标准以及相应的处理措施； 所述数据显示单元用于对主控器处理结果进行显示； 所述后台服务器与用户终端连接， 用于将来自用户终端的操作指 令发送给图像获取单元和 主控器。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114663672 A 3