CN109709460A - 一种日盲型紫外成像系统光子计数方法 - Google Patents
一种日盲型紫外成像系统光子计数方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种日盲型紫外成像系统光子计数方法，首先采集物体可见光图像，然后通过图像清晰度评价函数计算出图像的清晰度评价值，然后通过聚焦点爬山搜索算法来计算最佳聚焦点，最佳聚焦点通过调焦电机闭环控制镜片来实现。当镜片达到最佳聚焦点位置时，算出此时的焦距，然后求出物体和镜头的距离。主控制器实时采集紫外图像，并统计出每一帧图像中的紫外光子个数，最后带入物体和镜头的距离求出修正到统一观测距离后的紫外光子数。本发明解决了在不同距离下，对同一紫外信号检测出的光子数不同的问题。
Description
技术领域
本发明属于紫外成像领域，特别是指一种日盲型紫外成像系统光子计数方法。
背景技术
日盲紫外成像系统是一种可视化的高压设备表面放电检测方法，具有探测距离远、非接触、放电位置定位准确的诸多优点，近几年在电力系统高压设备放电检测中得到了较广泛的应用。目前实验室研究和现场放电检测中多采用光子数作为放电量化参数，但在工程实际中检测放电时，紫外成像仪的测试距离并不固定，而距离对光子数有着明显影响。在相同放电强度下，距离越远则检测到的光子数越小，导致检测结果没有可对比性，使得在制定紫外成像检测的相关导则中难以确定具体的光子数阈值，这也是目前困扰紫外成像法在现场应用的难点之一。因而研究光子数与距离之间的关系并将光子数修正到某统一观测距离下具有重要的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种日盲型紫外成像系统光子计数方法，以将光子数修正到某统一观测距离下，为电力设备检测提供科学定量化的数据。
本发明的目的是通过如下的手段实现的。
一种日盲型紫外成像系统光子计数方法，日盲型紫外成像系统主要由分光镜、日盲型滤镜、紫外镜头、紫外相机、可见光镜头、可见光相机、主控制器和显示屏组成。
混合光通过分光镜分出两道光路，一路光通过日盲型波镜得到日盲型紫外光，然后经过紫外镜头送入紫外相机中进行紫外成像，一路经过可见光镜头送入可见光相机中进行可见光成像。
主控制器接收紫外光和可见光图像，通过图像清晰度评价函数计算出图像的清晰度评价值，再根据评价值调用聚焦点爬山搜索算法计算出最佳的聚焦点，然后主控制器控制调焦电机通过闭环控制镜片使焦距到达最佳调焦点位置，算出此时的焦距，并求出物体到镜头的距离，同时主控制器接收紫外光图像，并统计出每一帧图像中的紫外光子数，最后带入物体到镜头的距离，以及单位时间内的紫外光子数，求出修正到统一观测距离后的紫外光子数，然后将运算结果送到显示屏上显示。
修正到统一观测距离后的紫外光子数，是通过实际测得的光子数和距离有关的线性方程来求得。
本发明所述的一种日盲型紫外成像系统光子计数方法具有以下优势。
一、本发明能通过线性算法将不同观测距离下的紫外光子数修正到统一观测距离下的紫外光子数。
二、本发明为带电设备运行维护、检测和状态量管理提供了科学的定量化数据。
三、本发明算法具有运算量少，易于应用的优点, 有利于在ARM、DSP、FPGA等不同开发平台上实现。
附图说明
图1为本发明实施例所述的日盲型紫外成像系统光子计数方法的系统框图。
图2为本发明实施例所述的日盲型紫外成像系统光子计数方法的紫外光子数标定过程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种具体实施方式为：一种日盲型紫外成像系统光子计数方法。日盲型紫外成像系统主要由分光镜（2）、日盲型滤镜（3）、紫外镜头（4）、紫外相机（5）、可见光镜头（6）、可见光相机（7）、主控制器（8）和显示屏（9）组成。
混合光（1）通过分光镜（2）分出两道光路，一路光通过日盲型波镜（3）得到日盲型紫外光，然后经过紫外镜头（4）送入紫外相机（5）中进行紫外成像，一路经过可见光镜头（6）送入可见光相机（7）中进行可见光成像。
混合光（1）通过分光镜（2）分出两道光路，一路光通过日盲型波镜（3）得到日盲型紫外光，然后经过紫外镜头（4）送入紫外相机（5）中进行紫外成像，一路经过可见光镜头（6）送入可见光相机（7）中进行可见光成像，主控制器（8）对接收到的紫外信号和可见光信号进行综合运算，并将运算结果传送到显示屏（9）中显示。
如图2所示，主控制器（8）对接收到的紫外信号和可见光信号进行紫外光子标定运算，进行标定具体包括以下步骤。
步骤1：根据接收到的紫外光和可见光图像，通过图像清晰度评价函数计算出图像的清晰度评价值。
步骤2：根据评价值调用聚焦点爬山搜索算法计算出最佳的聚焦点。
步骤3：主控制器控制调焦电机通过闭环控制镜片使焦距到达最佳调焦点位置，算出此时的焦距f。
步骤4：根据焦距f求出物体到镜头的距离。
求取公式为d=fH/h。
其中，d为物体到镜头的距离；
H为景物实际宽度；
h为图像传感器的宽度。
步骤5：统计每一帧图像中的光子数gd。
步骤6：将紫外光子数修正到统一观测距离下的紫外光了数。
求取公式为，gd0=gd(andn+an-1dn-1+…+a2 d2 +ad+a0)。
其中，gd为距离d下对应的光子数；
gd0为修正到某统一距离d0下的光子数；
an，an-1，…，a2，a，a0为加权系数；
n为大于2的整数。
加权系数an，an-1，…，a2，a，a0根据实际测量n组数据进行计算，n的取值可根据控制器性能进行选定，n的系数越大，紫外光子数修正到统一观测距离下就会越精确。
Claims (4)
1.一种日盲型紫外成像系统光子计数方法，其特征在于，日盲型紫外成像系统主要由分光镜、日盲型滤镜、紫外镜头、紫外相机、可见光镜头、可见光相机、主控制器和显示屏组成。
2.如权利要求1所述的一种日盲型紫外成像系统光子计数方法，其特征在于，混合光通过分光镜分出两道光路，一路光通过日盲型波镜得到日盲型紫外光，然后经过紫外镜头送入紫外相机中进行紫外成像，一路经过可见光镜头送入可见光相机中进行可见光成像，主控制器对接收到的紫外信号和可见光信号进行综合运算，并将运算结果传送到显示屏中显示。
3.如权利要求1所述的一种日盲型紫外成像系统光子计数方法，其特征在于，所述主控制器接收到的紫外光和可见光图像，通过图像清晰度评价函数计算出图像的清晰度评价值，再根据评价值调用聚焦点爬山搜索算法计算出最佳的聚焦点，然后主控制器控制调焦电机通过闭环控制镜片使焦距到达最佳调焦点位置，算出此时的焦距，并求出物体和镜头的距离，同时主控制器接收紫外光图像，并统计出每一帧图像中的紫外光子数，最后带入物体和镜头的距离，求出修正到统一观测距离后的紫外光子数。
4.如权利要求3所述的一种日盲型紫外成像系统光子计数方法，其特征在于，所述修正到统一观测距离后的紫外光子数，是通过实际测得的光子数和距离有关的线性方程来求得。
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