CN106504243B - 面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置 - Google Patents

面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置 Download PDF

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Abstract

面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置属于电力、红外检测技术领域；该面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置的区别技术特征在于，上环形圈，中环形圈和下环形圈均不具有旋转功能，而且只在上环形圈和下环形圈上各设置有三个红外摄像头，并且向电缆横截面上投影，上一红外摄像头，下一红外摄像头，上二红外摄像头，下二红外摄像头，上三红外摄像头和下三红外摄像头依次等间距排列；与发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》相比，本发明面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置节省了上环形圈，中环形圈和下环形圈的旋转功能，并且省略了中环形圈的三个摄像头，因此能够降低装置的复杂性，进而降低装置成本。

Description

面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置
技术领域
面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置属于电力、红外检测技术领域。
背景技术
电缆通常是由两根或多根导线绞合而成，每组导线之间相互绝缘，外面包有绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。
这种结构，有利于保护电缆，延长其使用寿命，但是仍然不能彻底避免电缆中导线发生氧化等老化问题。一旦电缆中的导线发生氧化等老化问题，将会影响线路的传输功能，严重时将造成电缆失效。
针对电缆中导线氧化等老化问题，对电缆制定了使用寿命，在达到使用寿命后，就会将电缆进行整体更换。然而，如果电缆在仍然具有良好性能的情况下进行整体更换，势必会提高成本。解决这个问题的方法就是对电缆进行定期检查，查找电缆中导线发生老化的位置，再对电缆进行更换。
发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》，发现了电缆中的导线在老化后会使电缆的导热性能会发生改变的特性，即电缆在老化后，轴向和横向两个方向的热传递速度均不同，利用此特性，发明了一种基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置与检测方法，为电缆老化位置检测提供了新的检测手段。然而，该发明具有以下缺点：
第一、所公开的装置需要具有旋转功能，且设置有九个红外摄像头，增加了装置成本；
第二、所公开的方法步骤复杂，具有操作复杂的缺点；
第三、由于每个红外图像传感器只能覆盖三分之一圆周范围内，因此所得到的老化横向位置也只能限定在三分之一圆周范围内，因此具有精度低的缺点。
发明内容
本发明的目的就是针对发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》中装置结构复杂成本高、方法步骤多操作复杂、老化横向位置精度低的问题，设计一种改进的电缆老化位置红外检测装置。
为了实现上述目的，本发明公开了一种面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置，不仅能够简化发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》中装置的复杂性，而且能够省略检测步骤，同时还能提高检测精度。
本发明的目的是这样实现的：
面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置，包括从上到下依次设置不具有旋转功能的上环形圈，中环形圈和下环形圈，所述中环形圈位于上环形圈和下环形圈的中间位置，电缆从上环形圈，中环形圈和下环形圈中穿过；上环形圈上均匀设置有上一红外摄像头，上二红外摄像头和上三红外摄像头；中环形圈的内部设置有起加热功能的电阻丝；下环形圈上均匀设置有下一红外摄像头，下二红外摄像头和下三红外摄像头；上环形圈和下环形圈的上下位置对应关系为：向电缆横截面上投影，上一红外摄像头，下一红外摄像头，上二红外摄像头，下二红外摄像头，上三红外摄像头和下三红外摄像头依次等间距排列；上一红外摄像头，上二红外摄像头，上三红外摄像头，下一红外摄像头，下二红外摄像头和下三红外摄像头的输出传递给信号处理器。
一种在上述面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置上实现的面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法，包括以下步骤：
步骤a、用中环形圈给电缆加热；
步骤b、确定老化横向位置；
步骤c、确定老化轴向位置；
步骤d、根据老化横向位置和轴向位置，确定空间位置。
上述面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法，所述步骤b包括以下步骤：
步骤b1、得到系列灰度数据
上一红外摄像头得到灰度数据k11，上二红外摄像头得到灰度数据k12，上三红外摄像头得到灰度数据k13，下一红外摄像头得到灰度数据k31，下二红外摄像头得到灰度数据k32，下三红外摄像头得到灰度数据k33；
步骤b2、结合下环形圈，从上环形圈得到老化横向位置
在上环形圈中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
第一种情况：|k11-k12|最小，老化位置位于上三红外摄像头所覆盖的区域或上一红外摄像头和上二红外摄像头的交界；
在下环形圈中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k32-k33|最小，老化位置位于上一红外摄像头和上二红外摄像头的交界；
其他，老化位置位于上三红外摄像头所覆盖的区域；
第二种情况：|k11-k13|最小，老化位置位于上二红外摄像头所覆盖的区域或上一红外摄像头和上三红外摄像头的交界；
在下环形圈中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k31-k32|最小，老化位置位于上一红外摄像头和上三红外摄像头的交界；
其他，老化位置位于上二红外摄像头所覆盖的区域；
第三种情况：|k12-k13|最小，老化位置位于上一红外摄像头所覆盖的区域或上二红外摄像头和上三红外摄像头的交界；
在下环形圈中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k31-k33|最小，老化位置位于上二红外摄像头和上三红外摄像头的交界；
其他，老化位置位于上一红外摄像头所覆盖的区域；
步骤b3、结合上环形圈，从下环形圈得到老化横向位置
在下环形圈中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
第一种情况：|k31-k32|最小，老化位置位于下三红外摄像头所覆盖的区域或下一红外摄像头和下二红外摄像头的交界；
在上环形圈中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k11-k13|最小，老化位置位于下一红外摄像头和下二红外摄像头的交界；
其他，老化位置位于下三红外摄像头所覆盖的区域；
第二种情况：|k31-k33|最小，老化位置位于下二红外摄像头所覆盖的区域或下一红外摄像头和下三红外摄像头的交界；
在上环形圈中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k12-k13|最小，老化位置位于下一红外摄像头和下三红外摄像头的交界；
其他，老化位置位于下二红外摄像头所覆盖的区域；
第三种情况：|k32-k33|最小，老化位置位于下一红外摄像头所覆盖的区域或下二红外摄像头和下三红外摄像头的交界；
在上环形圈中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k11-k12|最小，老化位置位于下二红外摄像头和下三红外摄像头的交界；
其他，老化位置位于下一红外摄像头所覆盖的区域；
步骤b4、将从上环形圈得到老化横向位置和从下环形圈得到老化横向位置取交集。
上述面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法，所述步骤c包括以下步骤：
步骤c1、用中环形圈给电缆加热；
步骤c2、在规定的时间t内，计算：
步骤c3、绘制t1(t)和t3(t)随时间变化的曲线，如果：
t1(t)在t3(t)上方，将面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置向下移动，重复步骤c1；
t1(t)在t3(t)下方，将面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置向上移动，重复步骤c1；
t1(t)和t3(t)重合，老化轴向位置位于中环形圈所在平面。
有益效果：
第一、与发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》相比，本发明面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置的区别技术特征在于，上环形圈，中环形圈和下环形圈均不具有旋转功能，而且只在上环形圈和下环形圈上各设置有三个红外摄像头，并且向电缆横截面上投影，上一红外摄像头，下一红外摄像头，上二红外摄像头，下二红外摄像头，上三红外摄像头和下三红外摄像头依次等间距排列；这种结构下，由于节省了上环形圈，中环形圈和下环形圈的旋转功能，并且省略了中环形圈的三个摄像头，因此能够降低装置的复杂性，进而降低装置成本；
第二、与发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》相比，本发明面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法的区别技术特征在于，确定老化横向位置的步骤中，首先用中环形圈给电缆加热，然后确定老化横向位置，再确定老化轴向位置，最后根据老化横向位置和轴向位置，确定空间位置；该方法的区别技术特征在于，在确定老化横向位置的步骤中，在得到系列灰度数据后，先结合下环形圈，从上环形圈得到老化横向位置，将老化横向位置确定在三分之一圆周范围内，再结合上环形圈，从下环形圈得到老化横向位置，将老化横向位置确定在另外三分之一圆周范围内，最后将从上环形圈得到老化横向位置和从下环形圈得到老化横向位置取交集，将老化横向位置确定在六分之一圆周范围内；这种方法，利用摄像头位置相错的上环形圈和下环形圈将老化横向位置确定在三分之一圆周范围内，能够省略检测步骤，最后将老化横向位置确定在六分之一圆周范围内，检测精度提高了一倍。
附图说明
图1是本发明面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置的结构示意图。
图中：1上环形圈、11上一红外摄像头、12上二红外摄像头、13上三红外摄像头、2中环形圈、3下环形圈、31下一红外摄像头、32下二红外摄像头、33下三红外摄像头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例是面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置实施例。
本实施例的面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置，结构示意图如图1所示，该面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置包括从上到下依次设置不具有旋转功能的上环形圈1，中环形圈2和下环形圈3，所述中环形圈2位于上环形圈1和下环形圈3的中间位置，电缆从上环形圈1，中环形圈2和下环形圈3中穿过；上环形圈1上均匀设置有上一红外摄像头11，上二红外摄像头12和上三红外摄像头13；中环形圈2的内部设置有起加热功能的电阻丝；下环形圈3上均匀设置有下一红外摄像头31，下二红外摄像头32和下三红外摄像头33；上环形圈1和下环形圈3的上下位置对应关系为：向电缆横截面上投影，上一红外摄像头11，下一红外摄像头31，上二红外摄像头12，下二红外摄像头32，上三红外摄像头13和下三红外摄像头33依次等间距排列；上一红外摄像头11，上二红外摄像头12，上三红外摄像头13，下一红外摄像头31，下二红外摄像头32和下三红外摄像头33的输出传递给信号处理器。
具体实施例二
本实施例是面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法实施例。
本实施例的面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法，在具体实施例一所述的面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置上实现，该方法包括以下步骤：
步骤a、用中环形圈2给电缆加热；
步骤b、确定老化横向位置；
步骤c、确定老化轴向位置；
步骤d、根据老化横向位置和轴向位置，确定空间位置。
具体实施例三
本实施例是面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法实施例。
本实施例的面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法，在具体实施例二的基础上，进一步限定所述步骤b包括以下步骤：
步骤b1、得到系列灰度数据
上一红外摄像头11得到灰度数据k11，上二红外摄像头12得到灰度数据k12，上三红外摄像头13得到灰度数据k13，下一红外摄像头31得到灰度数据k31，下二红外摄像头32得到灰度数据k32，下三红外摄像头33得到灰度数据k33；
步骤b2、结合下环形圈3，从上环形圈1得到老化横向位置
在上环形圈1中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
第一种情况：|k11-k12|最小，老化位置位于上三红外摄像头13所覆盖的区域或上一红外摄像头11和上二红外摄像头12的交界；
在下环形圈3中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k32-k33|最小，老化位置位于上一红外摄像头11和上二红外摄像头12的交界；
其他，老化位置位于上三红外摄像头13所覆盖的区域；
第二种情况：|k11-k13|最小，老化位置位于上二红外摄像头12所覆盖的区域或上一红外摄像头11和上三红外摄像头13的交界；
在下环形圈3中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k31-k32|最小，老化位置位于上一红外摄像头11和上三红外摄像头13的交界；
其他，老化位置位于上二红外摄像头12所覆盖的区域；
第三种情况：|k12-k13|最小，老化位置位于上一红外摄像头11所覆盖的区域或上二红外摄像头12和上三红外摄像头13的交界；
在下环形圈3中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k31-k33|最小，老化位置位于上二红外摄像头12和上三红外摄像头13的交界；
其他，老化位置位于上一红外摄像头11所覆盖的区域；
步骤b3、结合上环形圈1，从下环形圈3得到老化横向位置
在下环形圈3中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
第一种情况：|k31-k32|最小，老化位置位于下三红外摄像头33所覆盖的区域或下一红外摄像头31和下二红外摄像头22的交界；
在上环形圈1中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k11-k13|最小，老化位置位于下一红外摄像头31和下二红外摄像头22的交界；
其他，老化位置位于下三红外摄像头33所覆盖的区域；
第二种情况：|k31-k33|最小，老化位置位于下二红外摄像头32所覆盖的区域或下一红外摄像头31和下三红外摄像头33的交界；
在上环形圈1中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k12-k13|最小，老化位置位于下一红外摄像头31和下三红外摄像头33的交界；
其他，老化位置位于下二红外摄像头32所覆盖的区域；
第三种情况：|k32-k33|最小，老化位置位于下一红外摄像头31所覆盖的区域或下二红外摄像头32和下三红外摄像头33的交界；
在上环形圈1中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k11-k12|最小，老化位置位于下二红外摄像头32和下三红外摄像头33的交界；
其他，老化位置位于下一红外摄像头31所覆盖的区域；
步骤b4、将从上环形圈1得到老化横向位置和从下环形圈3得到老化横向位置取交集。具体实施例四
本实施例是面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法实施例。
本实施例的面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法，在具体实施例二的基础上，进一步限定所述步骤c包括以下步骤：
步骤c1、用中环形圈2给电缆加热；
步骤c2、在规定的时间t内，计算：
步骤c3、绘制t1(t)和t3(t)随时间变化的曲线，如果：
t1(t)在t3(t)上方，将面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置向下移动，重复步骤c1；
t1(t)在t3(t)下方，将面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置向上移动，重复步骤c1；
t1(t)和t3(t)重合，老化轴向位置位于中环形圈2所在平面。

Claims (1)

1.面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置，其特征在于，包括从上到下依次设置不具有旋转功能的上环形圈(1)，中环形圈(2)和下环形圈(3)，所述中环形圈(2)位于上环形圈(1)和下环形圈(3)的中间位置，电缆从上环形圈(1)，中环形圈(2)和下环形圈(3)中穿过；上环形圈(1)上均匀设置有上一红外摄像头(11)，上二红外摄像头(12)和上三红外摄像头(13)；中环形圈(2)的内部设置有起加热功能的电阻丝；下环形圈(3)上均匀设置有下一红外摄像头(31)，下二红外摄像头(32)和下三红外摄像头(33)；上环形圈(1)和下环形圈(3)的上下位置对应关系为：向电缆横截面上投影，上一红外摄像头(11)，下一红外摄像头(31)，上二红外摄像头(12)，下二红外摄像头(32)，上三红外摄像头(13)和下三红外摄像头(33)依次等间距排列；上一红外摄像头(11)，上二红外摄像头(12)，上三红外摄像头(13)，下一红外摄像头(31)，下二红外摄像头(32)和下三红外摄像头(33)的输出传递给信号处理器；
在所述面向电缆老化位置检测的红外视觉检测装置上实现的面向电缆老化位置检测的红外视觉检测方法，包括以下步骤：
步骤a、用中环形圈(2)给电缆加热；
步骤b、确定老化横向位置；
包括以下步骤：
步骤b1、得到系列灰度数据
上一红外摄像头(11)得到灰度数据k11，上二红外摄像头(12)得到灰度数据k12，上三红外摄像头(13)得到灰度数据k13，下一红外摄像头(31)得到灰度数据k31，下二红外摄像头(32)得到灰度数据k32，下三红外摄像头(33)得到灰度数据k33；
步骤b2、结合下环形圈(3)，从上环形圈(1)得到老化横向位置
在上环形圈(1)中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
第一种情况：|k11-k12|最小，老化位置位于上三红外摄像头(13)所覆盖的区域或上一红外摄像头(11)所覆盖区域和上二红外摄像头(12)所覆盖区域的交界；
在下环形圈(3)中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k32-k33|最小，老化位置位于上一红外摄像头(11)所覆盖区域和上二红外摄像头(12)所覆盖区域的交界；
其他，老化位置位于上三红外摄像头(13)所覆盖的区域；
第二种情况：|k11-k13|最小，老化位置位于上二红外摄像头(12)所覆盖的区域或上一红外摄像头(11)所覆盖区域和上三红外摄像头(13)所覆盖区域的交界；
在下环形圈(3)中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k31-k32|最小，老化位置位于上一红外摄像头(11)所覆盖区域和上三红外摄像头(13)所覆盖区域的交界；
其他，老化位置位于上二红外摄像头(12)所覆盖的区域；
第三种情况：|k12-k13|最小，老化位置位于上一红外摄像头(11)所覆盖的区域或上二红外摄像头(12)所覆盖区域和上三红外摄像头(13)所覆盖区域的交界；
在下环形圈(3)中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
|k31-k33|最小，老化位置位于上二红外摄像头(12)所覆盖区域和上三红外摄像头(13)所覆盖区域的交界；
其他，老化位置位于上一红外摄像头(11)所覆盖的区域；
步骤b3、结合上环形圈(1)，从下环形圈(3)得到老化横向位置
在下环形圈(3)中，判断min(|k31-k32|,|k31-k33|,|k32-k33|)的最小值，如果：
第一种情况：|k31-k32|最小，老化位置位于下三红外摄像头(33)所覆盖的区域或下一红外摄像头(31)所覆盖区域和下二红外摄像头(32)所覆盖区域的交界；
在上环形圈(1)中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k11-k13|最小，老化位置位于下一红外摄像头(31)所覆盖区域和下二红外摄像头(32)所覆盖区域的交界；
其他，老化位置位于下三红外摄像头(33)所覆盖的区域；
第二种情况：|k31-k33|最小，老化位置位于下二红外摄像头(32)所覆盖的区域或下一红外摄像头(31)所覆盖区域和下三红外摄像头(33)所覆盖区域的交界；
在上环形圈(1)中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k12-k13|最小，老化位置位于下一红外摄像头(31)所覆盖区域和下三红外摄像头(33)所覆盖区域的交界；
其他，老化位置位于下二红外摄像头(32)所覆盖的区域；
第三种情况：|k32-k33|最小，老化位置位于下一红外摄像头(31)所覆盖的区域或下二红外摄像头(32)所覆盖区域和下三红外摄像头(33)所覆盖区域的交界；
在上环形圈(1)中，判断min(|k11-k12|,|k11-k13|,|k12-k13|)的最小值，如果：
|k11-k12|最小，老化位置位于下二红外摄像头(32)所覆盖区域和下三红外摄像头(33)所覆盖区域的交界；
其他，老化位置位于下一红外摄像头(31)所覆盖的区域；
步骤b4、将从上环形圈(1)得到老化横向位置和从下环形圈(3)得到老化横向位置取交集；
步骤c、确定老化轴向位置；
步骤d、根据老化横向位置和轴向位置，确定空间位置。
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