基於角點特徵的電力設備精確測溫方法
2023-09-22 10:19:50 2
專利名稱：基於角點特徵的電力設備精確測溫方法
技術領域：
本發明涉及一種基於紅外圖像的設備精確測溫方法，尤其涉及一種基於角點特徵的電力設備精確測溫方法。
背景技術：
基於紅外圖像進行設備測溫技術是一種快速、容易並且十分有效的確定電氣設備故障的方法，電力設備溫度異常往往是電力設備存在缺陷的重要標誌。當電力設備存在缺陷或故障時，缺陷或故障部位的溫度就會發生異常變化，從而引起設備的局部發熱，如果未能及時發現並制止這些隱患的發展，最終會促成設備故障或事故發生，嚴重的會擴大成電網事故。同時，當前紅外熱像儀對變電站內含有要測設備的場景進行測溫時，無法對設備區域進行精確測溫，返回的最高溫度可能為無關設備的其它高溫區域，並不代表設備的溫度，這不利於正確判斷設備的運行狀態。為解決這一問題，通過圖像處理和圖像配準技術實現 對設備的定位，進而可以實現對設備的精確測溫。角點是圖像的一個重要的局部特徵，是在圖像像素鄰域內的各個方向上灰度變化值足夠高的像素點。其包含圖像中比較豐富的二維結構信息、便於測量和表示、能夠適應環境光照變化等優點。在紅外圖像中，電力設備附近區域由於其角點特徵突出且易於提取，便於對圖像匹配。
發明內容
本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基於角點特徵的電力設備精確測溫方法，它成功應用於智能變電站巡視機器人系統來代替日常巡視人員對設備的定時測溫，對於智能變電站電力設備監測自動化具有重要的作用。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種基於角點特徵的電力設備精確測溫方法，步驟如下I)建立紅外圖像模板庫，把已採集的單張設備紅外圖像加入模板庫，標記設備區域位置；2 )檢測模板圖像的Harr i s角點；3)利用紅外熱像儀設備獲取待檢測設備的紅外圖像；4)檢測待識別圖像的Harris角點，並與模板庫中對應圖像進行圖像匹配，得到H矩陣；5)根據模板庫圖像中的設備位置和第4)步中所得H矩陣，獲得待識別圖像中設備的對應位置；6)獲取上一步中設備對應位置的紅外圖像，並取其中的最高溫度值為設備溫度；7)判斷溫度是否越限，若超溫進行報警提示。所述第I)步中，所述紅外圖像模板為顏色變化一致、無雲彩影響的圖像。所述第4)中，採用RANSC算法得到模板圖像和待檢測圖像間的變換矩陣H。
所述第2)、第4)步中,檢測Harris角點步驟如下I)確定 Harris 角點使圖像I點(u，v)向任意方向作小的偏移，記錄圖像灰度在偏移為(x，y)的變化情況，以最小的灰度變化值E(x,y)作為該點的標記量,記為該點的角點量,若該點的角點量大於某一特定閾值，且為局部極大值，則認為其為角點；根據公式(5):
權利要求
1.一種基於角點特徵的電力設備精確測溫方法，其特徵是，步驟如下 1)建立紅外圖像模板庫，把已採集的單張設備紅外圖像加入模板庫，標記設備區域位置； 2)檢測模板圖像的Harris角點； 3)利用紅外熱像儀設備獲取待檢測設備的紅外圖像； 4)檢測待識別圖像的Harris角點，並與模板庫中對應圖像進行圖像匹配，得到H矩陣； 5)根據模板庫圖像中的設備位置和第4)步中所得H矩陣，獲得待識別圖像中設備的對應位置； 6)獲取上一步中設備對應位置的紅外圖像，並取其中的最高溫度值為設備溫度； 7)判斷溫度是否越限，若超溫進行報警提示。
2.如權利要求I所述的基於角點特徵的電力設備精確測溫方法，其特徵是，所述第I)步中，所述紅外圖像模板為顏色變化一致、無雲彩影響的圖像。
3.如權利要求I所述的基於角點特徵的電力設備精確測溫方法，其特徵是，所述第4)中，採用RANSC算法得到模板圖像和待檢測圖像間的變換矩陣H。
4.如權利要求I所述的基於角點特徵的電力設備精確測溫方法，其特徵是，所述第2)、第4)步中,檢測Harris角點步驟如下 O確定Harris角點 使圖像I點(U，V)向任意方向作小的偏移，記錄圖像灰度在偏移為(x，y)的變化情況，以最小的灰度變化值E(x, y)作為該點的標記量,記為該點的角點量,若該點的角點量大於某一特定閾值，且為局部極大值，則認為其為角點； 根據公式(5):
5.如權利要求I所述的基於角點特徵的電力設備精確測量方法，其特徵是，所述第4)步中，圖像匹配過程主要有兩個步驟 1)使用以各特徵點為中心的16X16窗口內邊緣圖像的共生矩陣間的相似度來度量特徵點對間的相似性，提取出兩幅圖像中若干對特徵點。
2)H參數估計得到兩幅圖像的特徵點的匹配關係後，兩幅圖像存在這樣的一個變換過程
全文摘要
本發明公開了一種基於角點特徵的電力設備精確測溫方法，通過採用Harris算子提取角點特徵，精確檢測電力設備的異常情況，只用到了灰度的一階差分以及濾波,所以即使存在圖像的旋轉、灰度的變化、噪聲影響和視覺變換,對角點的提取也是比較穩定的，具有較高的穩定性及魯棒性，且操作簡單。本發明結合電力設備中的特點和Harris角點特徵，有效地解決了電力設備的精確定位與測溫。同時，對紅外圖像中含有雲彩的圖像有很大的適應性。實驗表明，該方法可有效地解決電力設備的識別與測溫，這對於智能變電站的電力設備監測自動化方面具有重要的作用，可以減輕變電站巡視人員的負擔。
文檔編號G01J5/00GK102798469SQ20121022342
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者王萬國, 王濱海, 李麗, 張晶晶, 張嘉峰 申請人:山東魯能智能技術有限公司