(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 202211142078.8 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号 (72)发明人 孙克伟　许家忠　郑诗意　张泞烁　 王北一　周佳　 (74)专利代理 机构 北京知艺互联知识产权代理 有限公司 16137 专利代理师 陈艳 (51)Int.Cl. G06V 10/26(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/48(2022.01) (54)发明名称 基于视觉检测的输配电变压器高压绕组缠 绕角度检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于视觉检测的输配电 变压器高压绕组缠绕角度检测方法， 包括以下步 骤： S1、 采集输配电变压器高压绕组缠绕图像； S2、 识别区域分割， 创建Mask掩膜生成导线 的有 效识别区域； S3、 对有效识别区域进行预处理， 进 行二值化处理； S4、 对二值化图像进行导线骨架 提取， 而后进行骨架边缘提取， 再应用霍夫变换 直线检测算法对骨架图像进行特征直线提取， 得 到每根导线的图像位置信息； S5、 计算每根导线 的斜率， 再将斜率转换为弧度值， 最后将弧度值 转换为角度值并输 出； S6、 测试验证。 本发明采用 上述方法， 与传统人工测量相比， 具有定位准确、 快速计算、 操作简单、 不接触的特点， 从而避免接 触产品表 面导致的人为破坏产品， 同时提升了生 产效率。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115457276 A 2022.12.09 CN 115457276 A 1.一种基于视觉检测的输配电变压器高压绕组缠绕角度检测方法， 其特征在于： 包括 以下步骤： S1、 搭建机器视 觉图像采集系统， 采集输配电变压器高压绕组 缠绕图像； S2、 对采集的图像进行识别区域分割， 创建Mask掩膜生成导线的有效识别区域的图像； S3、 对有效识别区域进行预处理， 使用切片自适应动态阈值分割算法对图像进行二值 化处理； S4、 对二值化图像进行导线骨架提取， 而后进行骨架边缘提取， 再应用霍夫变换直线检 测算法对骨架图像进行 特征直线提取， 得到每根 导线的图像位置信息； S5、 计算每根导线的斜率， 再将斜率转换为弧度值， 最后将弧度值转换为角度值并输 出， 即可获得每根 导线的缠绕角度值； S6、 测试验证。 2.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的输配电变压器高压 绕组缠绕角度检测方 法， 其特征在于： 步骤S1中的图像采集系统包括设置于导线排线机上的图像采集机构， 所述 图像采集机构包括工业相机、 设置于所述工业相机机头位置的镜头以及设置于所述镜头前 端的面阵光源。 3.根据权利要求2所述的一种基于视觉检测的输配电变压器高压 绕组缠绕角度检测方 法， 其特征在于： 所述图像采集机构和所述导线排线机均设置于水平导轨上， 所述水平导轨 与绕线主轴平行布置， 且所述图像采集机构位于所述绕线 主轴上方55cm高度处。 4.根据权利要求2所述的一种基于视觉检测的输配电变压器高压 绕组缠绕角度检测方 法， 其特征在于： 所述工业相机型号 为MER2‑1220‑32U3C； 所述镜头型号为大恒HN ‑1226‑20M‑C1/1X。 5.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的输配电变压器高压 绕组缠绕角度检测方 法， 其特征在于： 在步骤S2 中， 根据成像效果创建Mask掩膜覆盖原图像， 掩膜大小以四分之 一的原图像面积为大小， 调整在图像中的位置， 选取成像效果最优的区域作为有效识别区 域， 从而去除原图像中的无效信息 。 6.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的输配电变压器高压 绕组缠绕角度检测方 法， 其特征在于： 在步骤S3中具体包括以下步骤： S30、 预处理 降噪后， 采用中值滤波方法对图像滤波 S31、 二值化处理； S310、 计算分割后的每一部分子图像的像素 数量areai为： 其中， h为图像高度， w 为图像宽度， n 为横向切片数； S311、 计算每 个子图像的灰度级分布Lij： 其中， i为切片图像， i∈[1,n]； j为灰度级， j∈[0,255]； Fxy(ij)为第i个切片图像中灰度权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115457276 A 2级为j的像素点Fxy的个数。 S312、 计算每 个灰度级所占子图像总像素的比值Pij： S313、 计算累积灰度级所占比值Sik： S314、 归一 化处理， 计算自适应后对应Lij的Nik： Nik＝round[ Sik×(Lmax‑Lmin+1)] 其中， round表示向上 取整， Lmax为最大灰度等级， Lmin为最小灰度等级； S315、 上述灰度图像的平均灰度值avegray： S316、 经试验取avegray/2为阈值 分割图像， 高于阈值置为255， 低于等于阈值置为0， 得到 二值图像。 7.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的输配电变压器高压 绕组缠绕角度检测方 法， 其特征在于： 在步骤S4中具体包括以下步骤： S40、 导线骨架提取 循环使用图像开运算和图像减法， 每次迭代都有部分像素被腐蚀， 直至原图像迭代没 有被腐蚀像素点， 用上一步得到的被腐蚀掉的像素的集合与最原始的图像按 “或”逻辑操 作， 即可得到完整的导线骨架； S41、 骨架边 缘提取 使用Canny算子进行边缘提取， 双阈值中高阈值取500， 低阈值取150， Sobel核大小取3， 得到骨架边 缘图像； S42、 霍夫变换直线检测 根据霍夫直线检测原理对骨架边缘图像提取特征直线， 建立直线数组覆盖骨架信 息， ρ 精度取1， θ精度取π/180， 最小线条长度取100个像素， 最小线距取150个像素， 拟合直线后得 到每条骨架的端点 坐标。 8.根据权利要求7所述的一种基于视觉检测的输配电变压器高压 绕组缠绕角度检测方 法， 其特征在于： 在步骤S5中包括以下步骤： S50、 计算每根 导线的斜 率： k＝(x2‑x1)/(y2–y1) 其中， x1为每条特征直线的上部端点横坐标， x2为每条特征直线的下部端点横坐标， y1 为每条特征直线的上部端点纵坐标， y2为每条 特征直线的下部端点纵坐标； S51、 将斜 率转换为弧度值： Rad＝arctan(k) S52、 将弧度值 转换为角度值： Angle＝degres s(Rad)权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115457276 A 3