CN110634115B - 一种基于双光融合的配电设备监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于双光融合的配电设备监控方法及系统，其方法包括以下步骤，利用双通道采集目标配电设备的红外图像和可见光图像；获取双通道与目标配电设备之间的视场轴和成像距离；基于视场轴和成像距离对红外图像和可见光图像进行校准，得到红外校准图像和可见光校准图像；将红外校准图像和可见光校准图像进行融合，得到目标配电设备的融合图像；依据融合图像对目标配电设备进行监控。在本发明在对利用双通道采集的红外图像和可见光图像进行融合之前，先进行视场轴和成像距离的校准，使得红外校准图像和可见光校准图像在同视场中的成像距离相同，避免重新配准和出现融合偏差，使得双光谱融合效果好，从而提高了配电设备监控质量。
Description
技术领域
本发明涉及配电设备监控领域，具体涉及一种基于双光融合的配电设备监控方法及系统。
背景技术
近年来，伴随着电网建设速度的不断加快，使得配电设备数量迅猛增加，种类繁多，更新变化频繁，这就需要在观察识别目标物外观的同时又能得到目标物体的温度分布信息，这种双光谱图像融合技术能够直观生动、快速准确的识别发热目标物体的整体形态及温度分布，可以显著提升目标识别及状态监测效率。目前国内外对于可见光和红外图像双光谱融合的系统都采用了两套各自独立的光学通道设计方案，双光学通道物理上不同轴，视场上必然存在偏差，使用时必须针对不同距离的目标进行配准适配。这种双光学通道系统只有目标物距离不变时时才能实现两幅图像的准确配准融合，而当相机和目标相对位置发生改变时，必须进行重新配准，导致现有的双光谱融合过程复杂，且融合效果差，从而使得配电设备监控不完善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于双光融合的配电设备监控方法及系统，双光谱融合效果好，从而可以提高配电设备监控质量。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于双光融合的配电设备监控方法，包括以下步骤，
S1，利用双通道采集目标配电设备的红外图像和可见光图像；获取所述双通道与所述目标配电设备之间的视场轴和成像距离；
S2，基于所述视场轴和所述成像距离对所述红外图像和所述可见光图像进行校准，得到红外校准图像和可见光校准图像；
S3，将所述红外校准图像和所述可见光校准图像进行融合，得到目标配电设备的融合图像；
S4，依据所述融合图像对所述目标配电设备进行监控。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在所述S1中，所述双通道由红外通道和可见光通道组成，所述红外图像由所述红外通道采集，所述可见光图像由所述可见光通道采集；
所述视场轴包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一视场轴，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二视场轴；
所述成像距离包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一成像距离，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二成像距离。
进一步，所述S2具体为，
构建标准视场轴，计算所述标准视场轴与所述第一视场轴之间的第一夹角，以及计算所述标准视场轴与所述第二视场轴之间的第二夹角；
根据所述第一夹角纠正所述红外图像，得到红外纠正图像，且所述红外纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；根据所述第二夹角纠正所述可见光图像，得到可见光纠正图像，且所述可见光纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；
预设标准成像距离，计算所述标准成像距离与所述第一成像距离之间的第一距离差，以及计算所述标准成像距离与所述第二成像距离之间的第二距离差；
根据所述第一距离差缩放所述红外纠正图像，得到所述红外校准图像，根据所述第二距离差缩放所述可见光纠正图像，得到所述可见光校准图像，所述红外校准图像的尺寸与所述可见光校准图像的尺寸相等。
进一步，所述标准视场轴位于所述第一视场轴与所述第二视场轴之间，所述标准成像距离位于所述第一成像距离和所述第二成像距离之间。
进一步，所述S3具体为，
将所述红外校准图像进行频率分割，得到第一高频图像和第一低频图像；将所述可见光校准图像进行频率分割，得到第二高频图像和第二低频图像；
将所述第一高频图像和所述第二高频图像进行融合，得到高频融合图像；将所述第一低频图像和所述第二低频图像进行融合，得到低频融合图像；
将所述高频融合图像与所述低频融合图像进行融合，得到所述融合图像。
本发明的有益效果是：在本发明一种基于双光融合的配电设备监控方法中，在对利用双通道采集的红外图像和可见光图像进行融合之前，先进行视场轴和成像距离的校准，使得红外校准图像和可见光校准图像在同视场中的成像距离相同，避免重新配准和出现融合偏差，使得双光谱融合效果好，从而提高了配电设备监控质量。
基于上述一种基于双光融合的配电设备监控方法，本发明还提供一种基于双光融合的配电设备监控系统。
一种基于双光融合的配电设备监控系统，包括以下模块，
采集模块，其用于利用双通道采集目标配电设备的红外图像和可见光图像；获取所述双通道与所述目标配电设备之间的视场轴和成像距离；
校准模块，其用于基于所述视场轴和所述成像距离对所述红外图像和所述可见光图像进行校准，得到红外校准图像和可见光校准图像；
融合模块，其用于将所述红外校准图像和所述可见光校准图像进行融合，得到目标配电设备的融合图像；
监控模块，其用于依据所述融合图像对所述目标配电设备进行监控。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在所述采集模块中，所述双通道由红外通道和可见光通道组成，所述红外图像由所述红外通道采集，所述可见光图像由所述可见光通道采集；
所述视场轴包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一视场轴，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二视场轴；
所述成像距离包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一成像距离，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二成像距离。
进一步，所述校准模块具体用于，
构建标准视场轴，计算所述标准视场轴与所述第一视场轴之间的第一夹角，以及计算所述标准视场轴与所述第二视场轴之间的第二夹角；
根据所述第一夹角纠正所述红外图像，得到红外纠正图像，且所述红外纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；根据所述第二夹角纠正所述可见光图像，得到可见光纠正图像，且所述可见光纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；
预设标准成像距离，计算所述标准成像距离与所述第一成像距离之间的第一距离差，以及计算所述标准成像距离与所述第二成像距离之间的第二距离差；
根据所述第一距离差缩放所述红外纠正图像，得到所述红外校准图像，根据所述第二距离差缩放所述可见光纠正图像，得到所述可见光校准图像，所述红外校准图像的尺寸与所述可见光校准图像的尺寸相等。
进一步，所述标准视场轴位于所述第一视场轴与所述第二视场轴之间，所述标准成像距离位于所述第一成像距离和所述第二成像距离之间。
进一步，所述融合模块具体用于，
将所述红外校准图像进行频率分割，得到第一高频图像和第一低频图像；将所述可见光校准图像进行频率分割，得到第二高频图像和第二低频图像；
将所述第一高频图像和所述第二高频图像进行融合，得到高频融合图像；将所述第一低频图像和所述第二低频图像进行融合，得到低频融合图像；
将所述高频融合图像与所述低频融合图像进行融合，得到所述融合图像。
本发明的有益效果是：在本发明一种基于双光融合的配电设备监控系统中，在对利用双通道采集的红外图像和可见光图像进行融合之前，先进行视场轴和成像距离的校准，使得红外校准图像和可见光校准图像在同视场中的成像距离相同，避免重新配准和出现融合偏差，使得双光谱融合效果好，从而提高了配电设备监控质量。
附图说明
图1为本发明一种基于双光融合的配电设备监控方法的流程图；
图2为本发明基于双光融合的配电设备监控系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种基于双光融合的配电设备监控方法，包括以下步骤，
S1，利用双通道采集目标配电设备的红外图像和可见光图像；获取所述双通道与所述目标配电设备之间的视场轴和成像距离；
S2，基于所述视场轴和所述成像距离对所述红外图像和所述可见光图像进行校准，得到红外校准图像和可见光校准图像；
S3，将所述红外校准图像和所述可见光校准图像进行融合，得到目标配电设备的融合图像；
S4，依据所述融合图像对所述目标配电设备进行监控。
在本具体实施例中：
在所述S1中，所述双通道由红外通道和可见光通道组成，所述红外图像由所述红外通道采集，所述可见光图像由所述可见光通道采集；
所述视场轴包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一视场轴，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二视场轴；
所述成像距离包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一成像距离，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二成像距离。
所述S2具体为，
构建标准视场轴，计算所述标准视场轴与所述第一视场轴之间的第一夹角，以及计算所述标准视场轴与所述第二视场轴之间的第二夹角；
根据所述第一夹角纠正所述红外图像，得到红外纠正图像，且所述红外纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；根据所述第二夹角纠正所述可见光图像，得到可见光纠正图像，且所述可见光纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；
预设标准成像距离，计算所述标准成像距离与所述第一成像距离之间的第一距离差，以及计算所述标准成像距离与所述第二成像距离之间的第二距离差；
根据所述第一距离差缩放所述红外纠正图像，得到所述红外校准图像，根据所述第二距离差缩放所述可见光纠正图像，得到所述可见光校准图像，所述红外校准图像的尺寸与所述可见光校准图像的尺寸相等。
所述标准视场轴位于所述第一视场轴与所述第二视场轴之间，所述标准成像距离位于所述第一成像距离和所述第二成像距离之间。
所述S3具体为，
将所述红外校准图像进行频率分割，得到第一高频图像和第一低频图像；将所述可见光校准图像进行频率分割，得到第二高频图像和第二低频图像；
将所述第一高频图像和所述第二高频图像进行融合，得到高频融合图像；将所述第一低频图像和所述第二低频图像进行融合，得到低频融合图像；
将所述高频融合图像与所述低频融合图像进行融合，得到所述融合图像。
在本发明一种基于双光融合的配电设备监控方法中，在对利用双通道采集的红外图像和可见光图像进行融合之前，先进行视场轴和成像距离的校准，使得红外校准图像和可见光校准图像在同视场中的成像距离相同，避免重新配准和出现融合偏差，使得双光谱融合效果好，从而提高了配电设备监控质量。
基于上述一种基于双光融合的配电设备监控方法，本发明还提供一种基于双光融合的配电设备监控系统。
如图2所示，一种基于双光融合的配电设备监控系统，包括以下模块，采集模块，其用于利用双通道采集目标配电设备的红外图像和可见光图像；获取所述双通道与所述目标配电设备之间的视场轴和成像距离；
校准模块，其用于基于所述视场轴和所述成像距离对所述红外图像和所述可见光图像进行校准，得到红外校准图像和可见光校准图像；
融合模块，其用于将所述红外校准图像和所述可见光校准图像进行融合，得到目标配电设备的融合图像；
监控模块，其用于依据所述融合图像对所述目标配电设备进行监控。
在本具体实施例中：
在所述采集模块中，所述双通道由红外通道和可见光通道组成，所述红外图像由所述红外通道采集，所述可见光图像由所述可见光通道采集；
所述视场轴包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一视场轴，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二视场轴；
所述成像距离包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一成像距离，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二成像距离。
所述校准模块具体用于，
构建标准视场轴，计算所述标准视场轴与所述第一视场轴之间的第一夹角，以及计算所述标准视场轴与所述第二视场轴之间的第二夹角；
根据所述第一夹角纠正所述红外图像，得到红外纠正图像，且所述红外纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；根据所述第二夹角纠正所述可见光图像，得到可见光纠正图像，且所述可见光纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；
预设标准成像距离，计算所述标准成像距离与所述第一成像距离之间的第一距离差，以及计算所述标准成像距离与所述第二成像距离之间的第二距离差；
根据所述第一距离差缩放所述红外纠正图像，得到所述红外校准图像，根据所述第二距离差缩放所述可见光纠正图像，得到所述可见光校准图像，所述红外校准图像的尺寸与所述可见光校准图像的尺寸相等。
所述标准视场轴位于所述第一视场轴与所述第二视场轴之间，所述标准成像距离位于所述第一成像距离和所述第二成像距离之间。
所述融合模块具体用于，
将所述红外校准图像进行频率分割，得到第一高频图像和第一低频图像；将所述可见光校准图像进行频率分割，得到第二高频图像和第二低频图像；
将所述第一高频图像和所述第二高频图像进行融合，得到高频融合图像；将所述第一低频图像和所述第二低频图像进行融合，得到低频融合图像；
将所述高频融合图像与所述低频融合图像进行融合，得到所述融合图像。
在本发明一种基于双光融合的配电设备监控系统中，在对利用双通道采集的红外图像和可见光图像进行融合之前，先进行视场轴和成像距离的校准，使得红外校准图像和可见光校准图像在同视场中的成像距离相同，避免重新配准和出现融合偏差，使得双光谱融合效果好，从而提高了配电设备监控质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于双光融合的配电设备监控方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，利用双通道采集目标配电设备的红外图像和可见光图像；获取所述双通道与所述目标配电设备之间的视场轴和成像距离；
S2，基于所述视场轴和所述成像距离对所述红外图像和所述可见光图像进行校准，得到红外校准图像和可见光校准图像；
S3，将所述红外校准图像和所述可见光校准图像进行融合，得到目标配电设备的融合图像；
S4，依据所述融合图像对所述目标配电设进行监控；
在所述S1中，所述双通道由红外通道和可见光通道组成，所述红外图像由所述红外通道采集，所述可见光图像由所述可见光通道采集；
所述视场轴包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一视场轴，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二视场轴；
所述成像距离包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一成像距离，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二成像距离；
所述S2具体为，
构建标准视场轴，计算所述标准视场轴与所述第一视场轴之间的第一夹角，以及计算所述标准视场轴与所述第二视场轴之间的第二夹角；
根据所述第一夹角纠正所述红外图像，得到红外纠正图像，且所述红外纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；根据所述第二夹角纠正所述可见光图像，得到可见光纠正图像，且所述可见光纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；
预设标准成像距离，计算所述标准成像距离与所述第一成像距离之间的第一距离差，以及计算所述标准成像距离与所述第二成像距离之间的第二距离差；
根据所述第一距离差缩放所述红外纠正图像，得到所述红外校准图像，根据所述第二距离差缩放所述可见光纠正图像，得到所述可见光校准图像，所述红外校准图像的尺寸与所述可见光校准图像的尺寸相等。
2.根据权利要求1所述的一种基于双光融合的配电设备监控方法，其特征在于：所述标准视场轴位于所述第一视场轴与所述第二视场轴之间，所述标准成像距离位于所述第一成像距离和所述第二成像距离之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于双光融合的配电设备监控方法，其特征在于：所述S3具体为，
将所述红外校准图像进行频率分割，得到第一高频图像和第一低频图像；将所述可见光校准图像进行频率分割，得到第二高频图像和第二低频图像；
将所述第一高频图像和所述第二高频图像进行融合，得到高频融合图像；将所述第一低频图像和所述第二低频图像进行融合，得到低频融合图像；
将所述高频融合图像与所述低频融合图像进行融合，得到所述融合图像。
4.一种基于双光融合的配电设备监控系统，其特征在于：包括以下模块，
采集模块，其用于利用双通道采集目标配电设备的红外图像和可见光图像；获取所述双通道与所述目标配电设备之间的视场轴和成像距离；
校准模块，其用于基于所述视场轴和所述成像距离对所述红外图像和所述可见光图像进行校准，得到红外校准图像和可见光校准图像；
融合模块，其用于将所述红外校准图像和所述可见光校准图像进行融合，得到目标配电设备的融合图像；
监控模块，其用于依据所述融合图像对所述目标配电设备进行监控；
在所述采集模块中，所述双通道由红外通道和可见光通道组成，所述红外图像由所述红外通道采集，所述可见光图像由所述可见光通道采集；
所述视场轴包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一视场轴，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二视场轴；
所述成像距离包括所述红外通道与所述述目标配电设备之间的第一成像距离，以及所述可见光通道与所述目标配电设备之间的第二成像距离；
所述校准模块具体用于，
构建标准视场轴，计算所述标准视场轴与所述第一视场轴之间的第一夹角，以及计算所述标准视场轴与所述第二视场轴之间的第二夹角；
根据所述第一夹角纠正所述红外图像，得到红外纠正图像，且所述红外纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；根据所述第二夹角纠正所述可见光图像，得到可见光纠正图像，且所述可见光纠正图像的视场轴与所述标准视场轴平行；
预设标准成像距离，计算所述标准成像距离与所述第一成像距离之间的第一距离差，以及计算所述标准成像距离与所述第二成像距离之间的第二距离差；
根据所述第一距离差缩放所述红外纠正图像，得到所述红外校准图像，根据所述第二距离差缩放所述可见光纠正图像，得到所述可见光校准图像，所述红外校准图像的尺寸与所述可见光校准图像的尺寸相等。
5.根据权利要求4所述的一种基于双光融合的配电设备监控系统，其特征在于：所述标准视场轴位于所述第一视场轴与所述第二视场轴之间，所述标准成像距离位于所述第一成像距离和所述第二成像距离之间。
6.根据权利要求4或5所述的一种基于双光融合的配电设备监控系统，其特征在于：所述融合模块具体用于，
将所述红外校准图像进行频率分割，得到第一高频图像和第一低频图像；将所述可见光校准图像进行频率分割，得到第二高频图像和第二低频图像；
将所述第一高频图像和所述第二高频图像进行融合，得到高频融合图像；将所述第一低频图像和所述第二低频图像进行融合，得到低频融合图像；
将所述高频融合图像与所述低频融合图像进行融合，得到所述融合图像。
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