CN110595396A - 一种测量电力设备漏油面积的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力设备检修技术领域，尤其涉及一种测量电力设备漏油面积的方法。所述方法包括：终端的主镜头获取漏油面的图像信息，图像信息为漏油面在所述终端传感器上的投影面信息；终端的tof镜头获取距离信息，距离信息包括第一距离信息和第二距离信息，第一距离信息为漏油面到所述终端的距离，第二距离信息为漏油面在传感器上的投影面到终端tof镜头的距离；根据图像信息、距离信息以及时间信息进行三维重构，得到实际漏油面积。本申请使用的方法通过计算漏油面的深度信息和角度信息从而可以矫正主摄像头成像时带来的透视误差，获得更加准确的面积信息。

Description

一种测量电力设备漏油面积的方法

技术领域

本申请涉及电力设备检修技术领域，尤其涉及一种测量电力设备漏油面积的方法。

背景技术

大型电力设备中充入的绝缘介质主要是六氟化硫气体与环烷基绝缘油，而其中最多的是充入的绝缘油，除此广泛存在的充油电力设备还有油浸式TA、油浸式TV、油浸式电抗器等。充油电力设备的漏油是一个非常普遍的问题，其漏油的速度是判断漏油程度的一个重要指标，漏油面积的判断也是反映漏油速度的一个重要的指标。

目前判断漏油程度的方法是在发现漏油的地方设置一个计时器，通过肉眼来观测油的滴落同时通过计时器来反映单位时间或者预设时间段内油滴落的情况，并不会通过测量漏油面积来判断漏油的程度。

但是用人为观测的方法来判断漏油程度存在很大的误差，不能为实际生产活动提供准确的数据支持，所以亟待需要提供一种准确的测量电力设备漏油面积的方法。

发明内容

本申请提供了一种测量电力设备漏油面积的方法，以解决目前判断漏油程度不准确的问题。

本申请的第一方面提供了一种测量电力设备漏油面积方法，应用于终端，所述方法包括：

获取漏油面的图像信息，所述图像信息为所述漏油面在所述终端上的投影面信息；

获取距离信息，所述距离信息为所述漏油面到所述终端的距离；

根据所述图像信息和所述距离信息进行三维重构，得到实际漏油面积。

可选的，所述漏油面为经过紫外光源照射后的漏油面。

可选的，在获取漏油面的图像信息之前，所述方法还包括将所述终端放置在预设位置。

可选的，在获取漏油面的图像信息之后，所述方法还包括，对所述图像信息进行预处理。

可选的，所述三维重构包括：

以传感器的中心为坐标原点(0,0,0)，以传感器所在的平面为X和Y轴所在的面，确定tof镜头的坐标为(a，b，c)；

在所述漏油面(6)上获取第一平面，在所述第一平面上取三个不共线的点，分别为A、B、C；

根据A、B、C对应的入射光的方向向量以及所述tof镜头的坐标(a，b，c)计算得到A、B、C的坐标值；

设所述第一平面方程为Ux+Vy+Wz+D＝0，把A、B、C三点的坐标代入所述第一平面的平面方程，得到所述第一平面的法向量为

根据所述终端传感器平面的法向量以及计算出所述第一平面与所述传感器所在平面夹角的余弦值

将所述投影面分成若干子像素，取其中一个子像素M，其中M的中心坐标为(x_a，y_a，0)；

根据成像的原理，将成像光路等效为小孔成像光路，小孔成像的小孔点坐标为Q₁(0，0，z₁)；

设M的四个顶点为M₁、M₂、M₃、M₄，则M₁、M₂、M₃、M₄点分别与Q₁的连线即为M成像的逆光路，连接M₁Q₁、M₂Q₁、M₃Q₁、M₄Q₁，则直线M₁Q₁、M₂Q₁、M₃Q₁、M₄Q₁与第一平面Ux+Vy+Wz+D＝0的交点所确立的四边形为N₁N₂N₃N₄；

根据解出N₁的坐标，同样的可以解得N₂N₃N₄的坐标值；

将四边形N₁N₂N₃N₄投影到传感器所在平面的Z轴得到四边形P₁P₂P₃P₄；

根据得到四边形N₁N₂N₃N₄的面积；

根据S_P1P2P3P4＝S_N1N2N3N4/COSθ得到四边形P₁P₂P₃P₄的面积；

根据计算得到所述漏油面的面积，其中所述子像素M对应的实际面积为S_M＝S_P1P2P3P4，所有子像素的实际面积为集合T＝(S₁，S₂，……S_n)，S_M∈T。

本申请的第二方面提供了一种终端，所述终端包括外壳和内构件，所述内构件设置在所述外壳的内部，与所述外壳电性连接，

所述外壳上还设置有主镜头、tof镜头和激光发射器，所述主镜头用于获取漏油面的图像信息，所述tof镜头用于获取距离信息，所述激光发射器用于向所述漏油面发射激光；

可选的，所述外壳上还设置有显示屏，所述显示屏用于显示所述图像信息、所述距离信息以及所述漏油面积。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供了一种测量电力设备漏油面积方法，应用于终端，所述方法包括：终端的主镜头获取漏油面的图像信息，图像信息为漏油面在所述终端传感器上的投影面信息；终端的tof镜头获取距离信息，距离信息为漏油面到所述终端的距离；根据图像信息、距离信息进行三维重构，得到实际漏油面积。本申请使用的方法通过计算漏油面的深度信息和角度信息从而可以矫正主摄像头成像时带来的透视误差，获得更加准确的面积信息。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种测量电力设备漏油面积方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的一种测量电力设备漏油面积方法的应用场景示意图。

图3为本申请实施例提供的漏油面的投影面。

图4为本申请实施例提供的一种测量电力设备漏油面积方法的单元像素对应实际面积计算方法示意图。

附图标记说明：

1、终端；2、主镜头；3、tof镜头；4、激光发射器；5、紫外光源；6、漏油面。

具体实施方式

示例性的，如图1所示，本申请的第一方面提供了一种测量电力设备漏油面6积方法，应用于终端1，所述方法包括：

S1：获取漏油面6的图像信息。

获取图像信息，其实就是为了获得真实的漏油面6在终端1上的投影，根据投影的面积来换算实际的投影面积，在本申请中使用终端1上的主摄像头获取漏油面6的图像信息，供后续的三维重构来获得真实的漏油面积。

可选的，所述漏油面6为经过紫外光源5照射后的漏油面6。目前经试验发现环烷基绝缘油在紫外线的照射下会产生荧光效应，检测绝缘油产生荧光的图像就可以识别出绝缘油的漏油面积，所以在测算漏油面6的面积前，首先要用紫外光源5照射漏油面6，经过紫外光源5照射后的漏油面6会发出荧光，方便终端1进行识别。

可选的，在获取漏油面6的图像信息之前，所述方法还包括将所述终端1放置在预设位置。终端1在对漏油面6进行照射的时候，首先需要将终端1中用于获取图像信息、距离信息以及发射激光的部件对准漏油面6，所以终端1位置的放置最好是选取漏油面6的正上方，这样获取的数据才能够准确。

可选的，在获取漏油面6的图像信息之后，所述方法还包括，对所述图像信息进行预处理。

图像处理技术是现在比较成熟的技术，在这里不再赘述。

S2：获取距离信息。

本申请中的距离信息为所述漏油面6到所述终端1的距离L，L由tof镜头3获得。

S3：根据所述图像信息和所述距离信息进行三维重构，得到实际漏油面6积。

可选的，所述三维重构包括：

Q1：在所述漏油面6上获取第一平面，根据所述第一平面的平面方程计算所述第一平面与所述漏油面6的夹角。

具体地：以传感器的中心为坐标原点(0,0,0)，以传感器所在的平面为X和Y轴所在的面，确定tof镜头3的坐标为(a，b，c)。

在所述第一平面上取三个不共线的点，分别为A、B、C，其中A点的坐标为(a₁,b₁,c₁)，B点的坐标为(a₂,b₂,c₂)，C点的坐标为(a₃,b₃,c₃)，A点对应的入射光的方向向量为B点对应的入射光的方向向量为C点对应的入射光的方向向量为

根据tof镜头3的坐标(a，b，c)、L以及分别计算出A、B、C的坐标值，具体公式如下:

A点的坐标为：

B点的坐标为：

C点的坐标为：

经过上述的计算，可以计算出在第一平面上的三个点的坐标，设第一平面方程为Ux+Vy+Wz+D＝0，把A、B、C三点的坐标代入第一平面的平面方程，得到U、V、W、D的值。U、V、W、D的值计算出来后，就可以知道所述第一平面的法向量为又有所述终端1的传感器平面的法向量为根据和计算出第一平面与传感器所在平面夹角的余弦值，即可得漏油面6与传感器所在平面的夹角余弦值，将求解漏油面6的面积转化为求解漏油面6在传感器上的垂直投影面的面积。

具体公式如下：

Q2：计算传感器平面上子像素的面积，根据所述传感器子像素各自还原的实际面积之和为实际漏油面积计算出实际漏油面积。

示例性的，如图4所示，具体步骤如下：将漏油面6的投影面分为若干个点集形成若干子像素，此集合组成了漏油面6图像如图3。在传感器上识别为漏油图像的子像素M，其中M中心坐标为(x_a，y_a，0)，确定所述点M，根据成像的原理，将成像光路等效为小孔成像光路。小孔成像的小孔点坐标为Q₁(0，0，z₁)

子像素M的长为x₀，宽为y₀，则子像素的四个顶点坐标为M₁(x_a+0.5x₀，y_a+0.5y₀，0)、M₂(x_a+0.5x₀，y_a-0.5y₀，0)、M₃(x_a-0.5x₀，y_a-0.5y₀，0)、M₄(x_a-0.5x₀，y_a+0.5y₀，0)。

则M₁、M₂、M₃、M₄点分别与Q₁的连线即为该子像素成像的逆光路，直线M₁Q₁、M₂Q₁、M₃Q₁、M₄Q₁与第一平面Ux+Vy+Wz+D＝0的交点所确立的四边形N₁N₂N₃N₄即为该子像素本来的形状。可以计算得到M₁Q₁与第一平面的交点为N₁(x_b1，y_b1，z_b1)、M₂Q₁与第一平面的交点为N₂(x_b2，y_b2，z_b2)，M₃Q₁与第一平面的交点为N₃(x_b3，y_b3，z_b3)、M₄Q₁与第一平面的交点为N₄(x_b4，y_b4，z_b4)。

直线M₁Q的方程为

根据可以解出N₁的坐标；

同理，根据可以解出N₂的坐标；

根据可以解出N₃的坐标；

根据可以解出N₄的坐标；

四边形N₁N₂N₃N₄在传感器所在平面的Z轴向投影为四边形P₁P₂P₃P₄，则P₁(x_b1，y_b1，0)，P₂(x_b2，y_b2，0)，P₃(x_b3，y_b3，0),P₄(x_b4，y_b4，0)。

则有S_P1P2P3P4＝COSθS_N1N2N3N4，

而

该像素点所对应的实际面积为

而总的漏油面积为所有子像素各自还原的实际面积之和，所以根据n≥1计算得到所述漏油面6的面积，其中所述子像素M对应的实际面积为S_M＝S_P1P2P3P4，所有子像素的实际面积为集合T＝(S₁，S₂，……S_n)，S_M∈T。

示例性的，如图2所示，本申请的第二方面提供了一种终端1，所述终端1包括外壳和内构件，所述内构件设置在所述外壳的内部，与所述外壳电性连接。

所述外壳上还设置有主镜头2、tof镜头3和激光发射器4，所述主镜头2用于获取漏油面6的图像信息，所述tof镜头3用于获取距离信息，所述激光发射器4用于向所述漏油面6发射激光；

可选的，所述外壳上还设置有显示屏，所述显示屏用于显示所述图像信息、所述距离信息以及所述漏油面积。

可选的，所述终端1为智能手机、平板电脑或者其他的便携式手持终端，选用便携式手持终端的原因是携带方便，测试起来不需要耗费太多的人力和物力，能够及时的将收集到的数据上传，并将计算后得到的结果显示出来，方便查看。

本申请提供了一种测量电力设备漏油面积方法，应用于终端，所述方法包括：终端的主镜头获取漏油面的图像信息，图像信息为漏油面在所述终端传感器上的投影面信息；终端的tof镜头获取距离信息，距离信息为漏油面到所述终端的距离；根据图像信息、距离信息进行三维重构，得到实际漏油面积。本申请使用的方法通过计算漏油面的深度信息和角度信息从而可以矫正主摄像头成像时带来的透视误差，获得更加准确的面积信息。

需要说明的是，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种测量电力设备漏油面积的方法，应用于终端(1)，其特征在于，所述方法包括：

获取漏油面(6)的图像信息，所述图像信息为所述漏油面(6)在所述终端上的投影面信息；

获取距离信息，所述距离信息为所述漏油面(6)到所述终端的距离；

根据所述图像信息和所述距离信息进行三维重构，得到实际漏油面积。

2.根据权利要求1所述的测量电力设备漏油面积方法，其特征在于，所述漏油面(6)为经过紫外光源(5)照射后的漏油面(6)。

3.根据权利要求1所述的测量电力设备漏油面积方法，其特征在于，在获取漏油面(6)的图像信息之前，所述方法还包括将所述终端(1)放置在预设位置。

4.根据权利要求1所述的测量电力设备漏油面积方法，其特征在于，在获取漏油面(6)的图像信息之后，所述方法还包括，对所述图像信息进行预处理。

5.根据权利要求1所述的测量电力设备漏油面积方法，其特征在于，所述三维重构包括：

以传感器的中心为坐标原点(0,0,0)，以传感器所在的平面为X和Y轴所在的面，确定tof镜头的坐标为(a，b，c)；

在所述漏油面(6)上获取第一平面，在所述第一平面上取三个不共线的点，分别为A、B、C；

根据A、B、C对应的入射光的方向向量以及所述tof镜头的坐标(a，b，c)计算得到A、B、C的坐标值；

设所述第一平面方程为Ux+Vy+Wz+D＝0，把A、B、C三点的坐标代入所述第一平面的平面方程，得到所述第一平面的法向量为

根据所述终端传感器平面的法向量以及计算出所述第一平面与所述传感器所在平面夹角的余弦值

将所述投影面分成若干子像素，取其中一个子像素M，其中M的中心坐标为(x_a，y_a，0)；

根据成像的原理，将成像光路等效为小孔成像光路，小孔成像的小孔点坐标为Q₁(0，0，z₁)；

设M的四个顶点为M₁、M₂、M₃、M₄，则M₁、M₂、M₃、M₄点分别与Q₁的连线即为M成像的逆光路，连接M₁Q₁、M₂Q₁、M₃Q₁、M₄Q₁，则直线M₁Q₁、M₂Q₁、M₃Q₁、M₄Q₁与第一平面Ux+Vy+Wz+D＝0的交点所确立的四边形为N₁N₂N₃N₄；

根据解出N₁的坐标，同样的可以解得N₂N₃N₄的坐标值；

将四边形N₁N₂N₃N₄投影到传感器所在平面的Z轴得到四边形P₁P₂P₃P₄；

根据得到四边形N₁N₂N₃N₄的面积；

根据S_P1P2P3P4＝S_N1N2N3N4/COSθ得到四边形P₁P₂P₃P₄的面积；

根据i∈[1…n],n≥1计算得到所述漏油面(6)的面积，其中所述子像素M对应的实际面积为S_M＝S_P1P2P3P4，所有子像素的实际面积为集合T＝(S₁，S₂，……S_n)，S_M∈T。

6.一种终端，其特征在于，所述终端(1)包括外壳和内构件，所述内构件设置在所述外壳的内部，与所述外壳电性连接，

所述外壳上还设置有主镜头(2)、tof镜头(3)和激光发射器(4)，所述主镜头(2)用于获取漏油面(6)的图像信息，所述tof镜头(3)用于获取距离信息，所述激光发射器(4)用于向所述漏油面(6)发射激光；

所述内构件上设置有传感器，所述传感器用于获取投影面。

7.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，所述外壳上还设置有显示屏，所述显示屏用于显示所述图像信息、所述距离信息以及所述漏油面积。