CN112255512A - 一种带激光测距的日盲紫外成像装置和光子统计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带激光测距的日盲紫外成像装置和光子统计方法，所述日盲紫外成像装置由放电源、激光测距模块、全返/全透镜、调焦镜、反射镜、可见光CCD模块、电机模块、日盲紫外CCD模块、控制器、显示模块、操作模块和存储模块组成，所述放电源释放紫外光，且全返/全透镜将放电源释放的光波分成两路，并且两路光波分别为：一路进行可见光成像，另一路进行日盲紫外成像。该带激光测距的日盲紫外成像装置和光子统计方法，通过激光测距模块测得检测人员距离设备的实际距离，而通过将紫外光子数修正到统一的距离下的，对巡检中不同设备的对比和放电光子数标准的设定有着重要作用。
Description
技术领域
本发明涉及日盲紫外成像装置相关技术领域，具体为一种带激光测距的日盲紫外成像装置和光子统计方法。
背景技术
日盲紫外成像装置是一种应用于电力系统中对高压设备电晕放电检测方法，它具有成像位置准确、探测灵敏度高、以及带电检测等优点，在电力系统中得到广泛的应用。
目前检测人员在使用紫外成像装置进行电力故障检测时，主要依据紫外成像装置的紫外探测器检测到的光子数来对电力设备的故障缺陷进行分析。而日盲紫外成像装置的检测在实际使用过程中，同一设备和同样强度信号的放电随巡检人员与电力设备的距离变化光子数发生变化，因此直接读取日盲紫外探测器输出的光子数无法真正的反映设备的缺陷和实际放电强度，而是需要根据电力巡检人员的专业进行判断设备的缺陷，增大了检测人员的难度，同时也容易出现误判。
因此，我们提出一种带激光测距的日盲紫外成像装置和光子统计方法，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带激光测距的日盲紫外成像装置和光子统计方法，以解决上述背景技术中提出的大多数日盲紫外成像装置检测出的误差较大，且检测人员的难度较大，容易出现误判的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带激光测距的日盲紫外成像装置，所述日盲紫外成像装置由放电源、激光测距模块、全返/全透镜、调焦镜、反射镜、可见光CCD模块、电机模块、日盲紫外CCD模块、控制器、显示模块、操作模块和存储模块组成，所述放电源释放紫外光，且全返/全透镜将放电源释放的光波分成两路，并且两路光波分别为：一路进行可见光成像，另一路进行日盲紫外成像，所述激光测距模块分为发射端和接收端，发射端发射激光信号，接收端根据接收到的激光信号计算出当前放电源离检测人员的距离d，所述电机模块通过控制器发送控制信号，控制信号控制电机正反转对调焦镜进行调节，进而改变紫外成像焦距点的远近位置。
优选的，所述可见光成像的过程为：通过全返/全透镜透过的光源传输到可见光CCD模块进行可见光成像，可见光CCD内部带有光学变焦和自动调焦功能，可见光CCD模块将光信号转换成一定频率的数字电信号视频输出到控制器；
日盲紫外成像的过程为：全返/全透镜将光源反射后通过调焦镜对紫外光进行聚焦，聚焦后光源通过反射镜，反射光被日盲紫外CCD模块进行紫外成像，日盲紫外CCD模块带有紫外滤光片，专门通过日盲波长紫外光，日盲紫外CCD模块将光信号转换成视频的电信号输出到控制器。
优选的，所述操作模块主要是按键和触摸等操作紫外成像装置的各功能实现，可以实现的功能有拍照、录像和冻结。
优选的，所述存储模块主要是对拍摄的图像和视频进行存储，且存储模块可以为SD卡或者闪存。
优选的，所述控制器收到可见光和紫外图像后进行滤波等处理，计算出光子数后，双路视频叠加后输送显示模块显示。
一种带激光测距的光子统计方法，所述日盲紫外成像装置单位距离光子数标定包括以下几个步骤：
S1：调节标准紫外光源输出，输出固定的紫外光；
S2：将日盲紫外成像装置放置不同距离，并与光源保持在同一水平线；
S3：分别读取每个位置的光子数N和距离d；
S4：计算单位距离光子数变化值，对各点光子数制作距离和光子数二维图形；
S5：分析二维图形，拟合出最优距离与光子数的加权值k。
优选的，所述S4中单位距离光子数值公式为：
其中，a为单位距离光子数的值；
N0为距离d0处的光子数，N1为距离d1处的光子数；因为光子数随着距离增加逐渐减少，成反比。
优选的，所述单位距离光子数加权平均值公式为：
其中，k为单位距离光子数的加权平均值；
a0+a1+...+an-2+an-1为加权值；
n为大于1的整数；
a0+a1+...+an-2+an-1加权值为根据实测的n组不同距离和不同光源大小单位距离光子数变化值的和，其中n的值越大，实验数据越多，得到单位距离光子数的加权平均值越准确。
优选的，所述日盲紫外成像装置光子数统计包括以下几个步骤：
S10：紫外CCD模块接收紫外信号；
S11：设置标准检测距离d0；
S12：通过控制器进行图像处理；
S13：读取紫外输出光子数N0；
S14：接收激光测距装置实测距离d；
S15：计算标准距离下的故障点光子数N。
优选的，所述标准距离下光子数计算公式：N＝N0+k(d0-d)；
其中，N为标准距离下的故障点光子数；
N0为紫外CCD输出的光子数值；
k为单位距离光子数的加权平均值；
d0为紫外成像装置设置的标准检测距离；
d为激光测距仪接收到的实测距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该带激光测距的日盲紫外成像装置和光子统计方法，通过激光测距模块测得检测人员距离设备的实际距离，而通过将紫外光子数修正到统一的距离下的，对巡检中不同设备的对比和放电光子数标准的设定有着重要作用；
附图说明
图1为本发明日盲紫外成像装置检测示意图；
图2为本发明日盲紫外成像装置的电气框图；
图3为本发明日盲紫外成像装置单位距离光子数标定流程框图；
图4为本发明日盲紫外成像装置光子数统计流程框图。
图中：1、放电源；2、激光测距模块；3、全返/全透镜；4、调焦镜；5、反射镜；6、可见光CCD模块；7、电机模块；8、日盲紫外CCD模块；9、控制器；10、显示模块；11、操作模块；12、存储模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种带激光测距的日盲紫外成像装置，所述日盲紫外成像装置由放电源1、激光测距模块2、全返/全透镜3、调焦镜4、反射镜5、可见光CCD模块6、电机模块7、日盲紫外CCD模块8、控制器9、显示模块10、操作模块11和存储模块12组成，所述放电源1释放紫外光，且全返/全透镜3将放电源1释放的光波分成两路，并且两路光波分别为：一路进行可见光成像，另一路进行日盲紫外成像，所述激光测距模块2分为发射端和接收端，发射端发射激光信号，接收端根据接收到的激光信号计算出当前方电源1离检测人员的距离d，所述电机模块7通过控制器发送控制信号，控制信号控制电机正反转对调焦镜4进行调节，进而改变紫外成像焦距点的远近位置。
本发明更进一步的，所述可见光成像的过程为：通过全返/全透镜3透过的光源传输到可见光CCD模块6进行可见光成像，可见光CCD内部带有光学变焦和自动调焦功能，可见光CCD模块将光信号转换成一定频率的数字电信号视频输出到控制器9；
日盲紫外成像的过程为：全返/全透镜3将光源反射后通过调焦镜4对紫外光进行聚焦，聚焦后光源通过反射镜5，反射光被日盲紫外CCD模8块进行紫外成像，日盲紫外CCD模块带有紫外滤光片，专门通过日盲波长紫外光，日盲紫外CCD模块将光信号转换成视频的电信号输出到控制器9。
本发明更进一步的，所述操作模块11主要是按键和触摸等操作紫外成像装置的各功能实现，可以实现的功能有拍照、录像和冻结。
本发明更进一步的，所述存储模块12主要是对拍摄的图像和视频进行存储，且存储模块12可以为SD卡或者闪存。
本发明更进一步的，所述控制器9收到可见光和紫外图像后进行滤波等处理，计算出光子数后，双路视频叠加后输送显示模块10显示。
一种带激光测距的光子统计方法，所述日盲紫外成像装置单位距离光子数标定包括以下几个步骤：
S1：调节标准紫外光源输出，输出固定的紫外光；
S2：将日盲紫外成像装置放置不同距离，并与光源保持在同一水平线；
S3：分别读取每个位置的光子数N和距离d；
S4：计算单位距离光子数变化值，对各点光子数制作距离和光子数二维图形；
S5：分析二维图形，拟合出最优距离与光子数的加权值k。
本发明更进一步的，所述S4中单位距离光子数值公式为：
其中，a为单位距离光子数的值；
N0为距离d0处的光子数，N1为距离d1处的光子数；因为光子数随着距离增加逐渐减少，成反比。
本发明更进一步的，所述单位距离光子数加权平均值公式为：
其中，k为单位距离光子数的加权平均值；
a0+a1+...+an-2+an-1为加权值；
n为大于1的整数；
a0+a1+...+an-2+an-1加权值为根据实测的n组不同距离和不同光源大小单位距离光子数变化值的和，其中n的值越大，实验数据越多，得到单位距离光子数的加权平均值越准确。
本发明更进一步的，所述日盲紫外成像装置光子数统计包括以下几个步骤：
S10：紫外CCD模块接收紫外信号；
S11：设置标准检测距离d0；
S12：通过控制器进行图像处理；
S13：读取紫外输出光子数N0；
S14：接收激光测距装置实测距离d；
S15：计算标准距离下的故障点光子数N。
本发明更进一步的，所述标准距离下光子数计算公式：N＝N0+k(d0-d)；
其中，N为标准距离下的故障点光子数；
N0为紫外CCD输出的光子数值；
k为单位距离光子数的加权平均值；
d0为紫外成像装置设置的标准检测距离；
d为激光测距仪接收到的实测距离。
实施例：
先调节标准紫外光源输出，输出固定的紫外光，然后将日盲紫外成像装置放置不同距离，并与光源保持在同一水平线，分别读取每个位置的光子数N和距离d，并计算单位距离光子数变化值，对各点光子数制作距离和光子数二维图形，然后分析二维图形，拟合出最优距离与光子数的加权值k；
先通过紫外CCD模块接收紫外信号，然后设置标准检测距离d0，并通过控制器进行图像处理，随后读取紫外输出光子数N0，然后接收激光测距装置实测距离d，最后计算标准距离下的故障点光子数N。
本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置以及方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图以及框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法以及计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能以及操作。在这点上，流程图或者框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或者代码的一部分，模块、程序段或者代码的一部分包含一个或者多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图以及/或者流程图中的每个方框、以及框图以及/或者流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或者动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或者两个以上模块集成形成一个独立的部分。
功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或者使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或者部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一以及第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、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。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改以及变化。凡在本申请的精神以及原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号以及字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义以及解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或者替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种带激光测距的日盲紫外成像装置，其特征在于，所述日盲紫外成像装置由放电源(1)、激光测距模块(2)、全返/全透镜(3)、调焦镜(4)、反射镜(5)、可见光CCD模块(6)、电机模块(7)、日盲紫外CCD模块(8)、控制器(9)、显示模块(10)、操作模块(11)和存储模块(12)组成，所述放电源(1)释放紫外光，且全返/全透镜(3)将放电源(1)释放的光波分成两路，并且两路光波分别为：一路进行可见光成像，另一路进行日盲紫外成像，所述激光测距模块(2)分为发射端和接收端，发射端发射激光信号，接收端根据接收到的激光信号计算出当前放电源(1)离检测人员的距离d，所述电机模块(7)通过控制器发送控制信号，控制信号控制电机正反转对调焦镜(4)进行调节，进而改变紫外成像焦距点的远近位置。
2.根据权利要求1所述的一种带激光测距的日盲紫外成像装置，其特征在于：所述可见光成像的过程为：通过全返/全透镜(3)透过的光源传输到可见光CCD模块(6)进行可见光成像，可见光CCD内部带有光学变焦和自动调焦功能，可见光CCD模块将光信号转换成一定频率的数字电信号视频输出到控制器(9)；
日盲紫外成像的过程为：全返/全透镜(3)将光源反射后通过调焦镜(4)对紫外光进行聚焦，聚焦后光源通过反射镜(5)，反射光被日盲紫外CCD模(8)块进行紫外成像，日盲紫外CCD模块带有紫外滤光片，专门通过日盲波长紫外光，日盲紫外CCD模块将光信号转换成视频的电信号输出到控制器(9)。
3.根据权利要求1所述的一种带激光测距的日盲紫外成像装置，其特征在于：所述操作模块(11)主要是按键和触摸等操作紫外成像装置的各功能实现，可以实现的功能有拍照、录像和冻结。
4.根据权利要求1所述的一种带激光测距的日盲紫外成像装置，其特征在于：所述存储模块(12)主要是对拍摄的图像和视频进行存储，且存储模块(12)可以为SD卡或者闪存。
5.根据权利要求1所述的一种带激光测距的日盲紫外成像装置，其特征在于：所述控制器(9)收到可见光和紫外图像后进行滤波等处理，计算出光子数后，双路视频叠加后输送显示模块(10)显示。
6.一种带激光测距的光子统计方法，其特征在于：所述日盲紫外成像装置单位距离光子数标定包括以下几个步骤：
S1：调节标准紫外光源输出，输出固定的紫外光；
S2：将日盲紫外成像装置放置不同距离，并与光源保持在同一水平线；
S3：分别读取每个位置的光子数N和距离d；
S4：计算单位距离光子数变化值，对各点光子数制作距离和光子数二维图形；
S5：分析二维图形，拟合出最优距离与光子数的加权值k。
7.根据权利要求6所述的一种带激光测距的光子统计方法，其特征在于：所述S4中单位距离光子数值公式为：
其中，a为单位距离光子数的值；
N0为距离d0处的光子数，N1为距离d1处的光子数；因为光子数随着距离增加逐渐减少，成反比。
8.根据权利要求6所述的一种带激光测距的光子统计方法，其特征在于：所述单位距离光子数加权平均值公式为：
其中，k为单位距离光子数的加权平均值；
a0+a1+...+an-2+an-1为加权值；
n为大于1的整数；
a0+a1+...+an-2+an-1加权值为根据实测的n组不同距离和不同光源大小单位距离光子数变化值的和，其中n的值越大，实验数据越多，得到单位距离光子数的加权平均值越准确。
9.根据权利要求6所述的一种带激光测距的光子统计方法，其特征在于：所述日盲紫外成像装置光子数统计包括以下几个步骤：
S10：紫外CCD模块接收紫外信号；
S11：设置标准检测距离d0；
S12：通过控制器进行图像处理；
S13：读取紫外输出光子数N0；
S14：接收激光测距装置实测距离d；
S15：计算标准距离下的故障点光子数N。
10.根据权利要求6所述的一种带激光测距的光子统计方法，其特征在于：所述标准距离下光子数计算公式：N＝N0+k(d0-d)；
其中，N为标准距离下的故障点光子数；
N0为紫外CCD输出的光子数值；
k为单位距离光子数的加权平均值；
d0为紫外成像装置设置的标准检测距离；
d为激光测距仪接收到的实测距离。
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