CN113465740A - 一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法 - Google Patents

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CN113465740A CN202110743950.3A CN202110743950A CN113465740A CN 113465740 A CN113465740 A CN 113465740A CN 202110743950 A CN202110743950 A CN 202110743950A CN 113465740 A CN113465740 A CN 113465740A
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陈玉峰
高兆丽
李明
周加斌
张用
李新梅
刘珂
吕晓平
李鑫
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    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
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Abstract

本公开提供了一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，获取光照条件下外绝缘设备成像区域的多帧图像灰度值；以多帧图像灰度值的均值与无光照时拍摄设备的本底灰度值的差值为净输出灰度值；根据得到的每个增益控制电压下的净输出灰度值和对应的增益控制电压，得到电晕探测系统增益与增益控制电压的表达式；根据净输出灰度值与得到的表达式，得到最终的探测辐射亮度标定结果；本公开极大的提高了外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定精度，有效的避免了干扰因素。

Description

一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法
技术领域
本公开涉及电力设备检测技术领域，特别涉及一种用于外绝缘设备检测的 探测辐射亮度标定方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有 技术。
在电力设备的检修与维护中，电晕探测对于确定故障点的位置，提高检修 效率有重要的作用。电晕主要指故障点由于高压导致导体表面空气高度游离变 成导体时放电的现象。电晕所辐射的光谱涵盖了紫外、可见和红外谱段，多数 情况下可见光的出现意味设备已损坏，而红外谱段的探测在日光环境下无法进 行，所以利用紫外谱段即所谓的“日盲”区进行电晕探测成为首选。目前的“日 盲”紫外电晕探测系统多采用定性探测的方式，只是指出故障点的位置，而不 能给出故障点的能量大小。如果能在故障点的能量与探测系统输出图像的特征 之间建立对应关系，就可以有探测到故障点电晕的图像确定设备的损坏程度， 为及时、有效地对设备进行维护提供有价值的参考信息。
对于成像探测系统来说，一般采用辐亮度定标的方式，通过测量入瞳辐亮 度与CCD输出灰度值，建立二者之间的关系，完成系统的定标。在“日盲”紫 外电晕探测系统定标过程中，由于其应用的对象—电晕紫外辐射极为微弱，且 大气对其有强烈的衰减作用，导致信号的辐亮度十分微弱，在电晕探测系统中 采用CCD进行微弱信号放大，增益高达104以上，如何在实验室条件下将光源 进行适当的衰减，并选择合适的增益使其在CCD上有响应将是系统定标的难点。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种用于外绝缘设备检测的探测 辐射亮度标定方法，实现了光晕探测系统的探测辐射亮度的更准确标定。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方 法。
一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，包括以下过程：
获取光照条件下外绝缘设备成像区域的多帧图像灰度值；
以多帧图像灰度值的均值与无光照时拍摄设备的本底灰度值的差值为净输 出灰度值；
根据得到的每个增益控制电压下的净输出灰度值和对应的增益控制电压， 得到电晕探测系统增益与增益控制电压的表达式；
根据净输出灰度值与得到的表达式，得到最终的探测辐射亮度标定结果。
进一步的，探测辐射亮度标定结果为净输出灰度值与电晕探测系统增益的 比值。
更进一步的，拍摄设备为CCD系统，CCD系统的输出为：辐照亮度、光学 系统的相对孔径的平方、CCD系统总增益、π/4、CCD系统中CCD部件的响 应度以及电晕探测系统的透射率的乘积。
更进一步的，电晕探测系统增益为预设常数与CCD系统总增益的乘积。
进一步的，对电晕探测系统增益与增益控制电压进行最小二乘拟合，得到 电晕探测系统增益与增益控制电压的表达式。
进一步的，电晕探测系统增益Gs与增益控制电压Vg的表达式为：
Gs＝c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5
其中，c1、c2、c3、c4和c5均为常数。
进一步的，电晕探测系统的不确定度为：
标准氘灯光谱辐照度的不确定度的平方、光谱仪响应非线性引入的不确定 度的平方、在系统有效工作谱带内CCD的相对光谱响应度与光纤光谱仪的相对 光谱响应度最大相对偏差的平方、在最长积分时间内光源漂移引入的不确定度 的平方以及辐亮度定标过程中各环节产生的误差的平方的加和的开方。
本公开第二方面提供了一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定系 统。
一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定系统，包括：
数据获取模块，被配置为：获取光照条件下外绝缘设备成像区域的多帧图 像灰度值；
净输出灰度值获取模块，被配置为：以多帧图像灰度值的均值与无光照时 拍摄设备的本底灰度值的差值为净输出灰度值；
增益关系获取模块，被配置为：根据得到的每个增益控制电压下的净输出 灰度值和对应的增益控制电压，得到电晕探测系统增益与增益控制电压的表达 式；
亮度标定模块，被配置为：根据净输出灰度值与得到的表达式，得到最终 的探测辐射亮度标定结果。
本公开第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程 序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的用于外绝缘设备检测的探测辐 射亮度标定方法中的步骤。
本公开第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储 器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第 一方面所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，根据得到的每个增益控制 电压下的净输出灰度值和对应的增益控制电压，得到电晕探测系统增益与增益 控制电压的表达式，根据净输出灰度值与得到的表达式，得到最终的探测辐射 亮度标定结果，去除了干扰，极大的提高标定精度。
2、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，采用由氘灯照亮的积分球 作为标定光源，使用光纤光谱仪探测球内的绝对辐照度，把积分球看作一个理 想的朗伯体，计算积分球出口处的辐亮度，建立了入射光瞳的辐亮度与CCD输 出值的关系，实现了探测辐射亮度的快速和准确标定。
3、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，对电晕探测系统增益与增 益控制电压进行最小二乘拟合，得到电晕探测系统增益与增益控制电压的表达 式，得到了更准确的电晕探测增益，进一步的提高了标定精度。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公 开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1提供的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方 法的流程示意图。
图2为本公开实施例1提供的CCD相对光谱响应度。
图3为本公开实施例1提供的CCD与光谱仪在有效工作谱段的相对光谱响 应度。
图4为本公开实施例1提供的系统增益与增益控制电压的关系曲线。
图5为本公开实施例1提供的不同增益条件下的系统响应曲线。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的 普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图 限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确 指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说 明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器 件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本公开实施例1提供了一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮 度标定方法，本实施例采用由氘灯照亮的积分球作为标定光源，使用光纤光谱 仪探测球内的绝对辐照度，把积分球看作一个理想的朗伯体，计算积分球出口 处的辐亮度，建立了入射光瞳的辐亮度与CCD输出值的关系，完成系统的定标 工作。
“日盲”紫外电晕探测系统的可知，光学系统用于对电晕成像，滤光片用 于滤除“日盲”区以外的辐射，降低虚警率，而CCD则用于增强电晕信号，使 其能够被探测，设信号的辐亮度为L，则在CCD的输出为：
Figure BDA0003142241030000061
式中：
Figure BDA0003142241030000062
表示光学系统的相对孔径；
G表示CCD系统总增益；
Rccd则表示CCD中CCD部件的响应度；
τ表示系统的透射率，包含光学系统、滤光片、CCD对入射光的衰减；
该式说明电晕探测系统输出DN对信号辐亮度L的关系。
在使用上述方案进行“日盲”紫外电晕探测系统定标之前，需要对光纤光 谱仪进行标定。利用可溯源于NIST的标准氘灯对光纤光谱仪进行标定可得光谱 辐照度响应曲线。系统中CCD的光谱响应度如图2所示，在探测系统有效工作谱 带内(262nm～273nm)CCD与光纤光谱仪的光谱响应度是相类似的，其最大偏 差为4.4％，如图3所示。因此，经标定后的光纤光谱仪便可以作为绝对辐照度计 使用了。
实验中，采用美国国家仪器公司(NI)的高精度8/10位黑白图像采集卡 PCI1410对相机输出的视频信号进行数据的采集。采用NI的可视化编程环境 Labview及配套的视觉开发模块IMAQ Vision开发了实时数据处理程序，该软件 可以实现对特定区域(ROI：RegionofInterest)进行“像素级”的运算操作，编 程高效。
为减小随机误差，数据处理采用多幅图像取平均值的方式，同时还应当减 去无光照时CCD的本底灰度值Ud，采集光照条件下成像区域的N帧图像灰度值Us，则系统净输出灰度值的计算公式为：
Figure BDA0003142241030000071
在电晕探测系统装调完成后，式(5-14)中与系统相关的参数也就确定了， 此时式(2)可简化为：
U＝k·G·L (3)
其中，k为与系统相关的常数，可以将k、G合并为系统增益Gs，显然该增益 由CCD的控制电压Vg决定，即：
Gs＝k·G＝f(Vg)＝U/L (4)
由式(4)可知，对电晕探测系统进行辐射定标实际上就是确定增益控制电 压Vg与系统增益Gs之间的关系。
具体的实验步骤如下：
1)在积分球出口处放置分辨率板，调节探测系统的焦面使分辨率板的图像 最清晰，保证积分球出口处能较为精确地成像在CCD的光电阴极上。调节完成 后将分辨率板取下。
2)在无光照情况下，采集100帧电晕探测系统的图像，并以此计算本底灰 度值Ud为17.64。
3)打开普通氘灯预热45分钟，调节光学衰减器的光阑使电晕探测系统的图 像在较大控制电压时(0.6V)接近于饱和，利用光纤光谱仪测量积分球内的辐 照度1.03E-03(uW/cm2)，由式(1)计算积分球出口处的辐亮度为3.29E-04 (uW/cm2/Sr)。
4)保持积分球出口处的辐亮度不变，调节增益控制电压，通过图像卡采集 针对不同控制电压条件下的图像，每个控制电压均采集100帧图像。
依据式(2)计算每个控制电压条件下的系统净输出灰度值，带入式(4) 分别求得系统增益Gs。其中增益控制电压Vg的单位是伏特(V)，系统增益Gs的单 位是1/(uW/cm2/Sr)。
利用表1的数据可对控制电压Vg与系统增益Gs之间的关系曲线进行最小二 乘拟合，所得拟合的多项式如下：
Gs＝c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5 (5)
其中，c1＝-4.901E+06；c2＝4.79E+06；c3＝-2.496E+05；c4＝ 2.688E+05；c5＝5.222E+04拟合的可信度为0.99，所得的多项式曲线如图4所 示，其中“十字”点表示测量所得到的数据。
由此可确定辐亮度定标方程为：
L＝U/c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5 (6)
在实际应用中，上述经过定标的“日盲”紫外电晕探测系统即可以按照式 (5)，由系统净输出灰度值和控制电压推算电晕目标的辐亮度。
表1：增益控制电压与系统增益的实验数据
Figure BDA0003142241030000081
Figure BDA0003142241030000091
为了对定标结果进行验证，继续在定标装置中进行实验验证，三组实验所 设置的增益控制电压分别为0.108V、0.205V及0.496V，每组实验的步骤如下：
调整增益控制电压到希望值，在一组实验内保持控制电压不变；
调节积分球前的光学衰减器，利用光纤光谱仪监测积分球内的辐照度，使 积分球出口处的辐亮度不断增大；
在调节过程中，分别在10～11个辐亮度点处采集100帧图像并计算系统净输 出灰度值，同时利用光谱仪测量的积分球内辐照度计算出口的辐亮度。
上述三组实验所得数据分别见表2-表4，其中第二行为数据的单位。由此可 绘制出三种增益控制电压条件下的系统响应曲线(对应图5中的实线部分)。图 5中的纵坐标表示图像净输出灰度值，由图可知图像净输出灰度值在35～180之间 时电晕探测系统的响应具有较好的线性关系。因此，在实际使用时电晕检测系 统应保证工作在响应的线性区。当目标图像净输出灰度值大于180时，表明CCD 已经处于或接近于饱和状态，此时需要降低增益以使测量的结果更准确。在“日 盲”紫外电晕探测系统实际应用中需要自动地实现增益调整，上述定标结果为 自动增益调整算法提供了设计依据。
将控制电压和系统输出灰度值代入到系统辐亮度定标方程之中即可推算出 目标的辐亮度Ld，图5中“三角形”点表示推算得到的辐亮度值，其与实际测量 的辐亮度值L的相对误差列于表2-表4，由此可见推算值与测量值之间的最大相 对误差为6.11％，均方根为3.22％。
表2：增益控制电压为0.108V的系统响应数据
Figure BDA0003142241030000101
Figure BDA0003142241030000111
表3：增益控制电压为0.205V的系统响应数据
L(uW/cm<sup>2</sup>/Sr) U Ld(uW/cm<sup>2</sup>/Sr) (Ld-L)/L(％)
2.89E-03 206.91 - -
2.43E-03 206.26 - -
1.79E-03 196.08 - -
1.53E-03 182.97 - -
1.29E-03 162.77 1.25E-03 -4.00
1.07E-03 138.82 1.07E-03 -1.32
8.43E-04 111.41 8.57E-04 0.90
6.28E-04 84.74 6.52E-04 3.16
4.25E-04 54.87 4.22E-04 -0.91
表4：增益控制电压为0.496V的系统响应数据
Figure BDA0003142241030000112
Figure BDA0003142241030000121
“日盲”紫外电晕探测系统定标过程中的不确定度来源主要有以下几个方 面：
标准氘灯光谱辐照度的不确定度小于5％；
光谱仪响应非线性引入的不确定度为0.2％；
在系统有效工作谱带内，CCD的相对光谱响应度与光纤光谱仪的相对光谱 响应度最大相对偏差为4.5％；
光源稳定性的影响。实验中所用氘灯光源在波长为250nm时每小时漂移小于0.5％，因此在最长积分时间(15分钟)内光源漂移引入的不确定度小于0.5％；
辐亮度定标过程中各环节产生的误差，如光纤光谱仪的暗电流、积分球出 口处的不均匀性、面阵CCD各像素响应的不均匀性、光电阴极暗电子发射噪声、 以及图像采集卡的A/D噪声都会引入测量误差，而且这些误差的影响难以评定， 而从实验的角度来看此方面的误差可以由推算值(根据定标方程得到)与测量 值之间的最大相对误差(6.11％)来描述。
因此采用上述方式进行系统定标，其不确定度为：
Figure BDA0003142241030000131
实施例2：
本公开实施例2提供了一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定系统， 包括：
数据获取模块，被配置为：获取光照条件下外绝缘设备成像区域的多帧图 像灰度值；
净输出灰度值获取模块，被配置为：以多帧图像灰度值的均值与无光照时 拍摄设备的本底灰度值的差值为净输出灰度值；
增益关系获取模块，被配置为：根据得到的每个增益控制电压下的净输出 灰度值和对应的增益控制电压，得到电晕探测系统增益与增益控制电压的表达 式；
亮度标定模块，被配置为：根据净输出灰度值与得到的表达式，得到最终 的探测辐射亮度标定结果。
所述系统的具体工作方法为：
数据处理采用多幅图像取平均值的方式，同时还应当减去无光照时CCD的 本底灰度值Ud，采集光照条件下成像区域的N帧图像灰度值Us，则系统净输出灰 度值的计算公式为：
Figure BDA0003142241030000132
在电晕探测系统装调完成后，式(5-14)中与系统相关的参数也就确定了， 此时式(5-14)可简化为：
U＝k·G·L (3)
其中，k为与系统相关的常数，可以将k、G合并为系统增益Gs，显然该增益 由CCD的控制电压Vg决定，即：
Gs＝k·G＝f(Vg)＝U/L (4)
由式(4)可知，对电晕探测系统进行辐射定标实际上就是确定增益控制电 压Vg与系统增益Gs之间的关系。
依据式(2)计算每个控制电压条件下的系统净输出灰度值，带入式(5-16) 分别求得系统增益Gs。其中增益控制电压Vg的单位是伏特(V)，系统增益Gs的单 位是1/(uW/cm2/Sr)。
利用表1的数据可对控制电压Vg与系统增益Gs之间的关系曲线进行最小二 乘拟合，所得拟合的多项式如下：
Gs＝c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5 (5)
其中，c1＝-4.901E+06；c2＝4.79E+06；c3＝-2.496E+05；c4＝ 2.688E+05；c5＝5.222E+04拟合的可信度为0.99，所得的多项式曲线如图4所 示，其中“十字”点表示测量所得到的数据。由此可确定辐亮度定标方程为：
L＝U/c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5 (6)
在实际应用中，上述经过定标的“日盲”紫外电晕探测系统即可以按照式 (5)，由系统净输出灰度值和控制电压推算电晕目标的辐亮度。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序 被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射 亮度标定方法中的步骤。
详细步骤为：
数据处理采用多幅图像取平均值的方式，同时还应当减去无光照时CCD的 本底灰度值Ud，采集光照条件下成像区域的N帧图像灰度值Us，则系统净输出灰 度值的计算公式为：
Figure BDA0003142241030000151
在电晕探测系统装调完成后，式(5-14)中与系统相关的参数也就确定了， 此时式(5-14)可简化为：
U＝k·G·L (3)
其中，k为与系统相关的常数，可以将k、G合并为系统增益Gs，显然该增益 由CCD的控制电压Vg决定，即：
Gs＝k·G＝f(Vg)＝U/L (4)
由式(4)可知，对电晕探测系统进行辐射定标实际上就是确定增益控制电 压Vg与系统增益Gs之间的关系。
依据式(2)计算每个控制电压条件下的系统净输出灰度值，带入式(4) 分别求得系统增益Gs。其中增益控制电压Vg的单位是伏特(V)，系统增益Gs的单 位是1/(uW/cm2/Sr)。
利用表1的数据可对控制电压Vg与系统增益Gs之间的关系曲线进行最小二 乘拟合，所得拟合的多项式如下：
Gs＝c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5 (5)
其中，c1＝-4.901E+06；c2＝4.79E+06；c3＝-2.496E+05；c4＝ 2.688E+05；c5＝5.222E+04拟合的可信度为0.99，所得的多项式曲线如图4所 示，其中“十字”点表示测量所得到的数据。由此可确定辐亮度定标方程为：
L＝U/c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5 (6)
在实际应用中，上述经过定标的“日盲”紫外电晕探测系统即可以按照式 (5)，由系统净输出灰度值和控制电压推算电晕目标的辐亮度。
实施例4：
本公开实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器 上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施 例1所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法中的步骤。
详细步骤为：
数据处理采用多幅图像取平均值的方式，同时还应当减去无光照时CCD的 本底灰度值Ud，采集光照条件下成像区域的N帧图像灰度值Us，则系统净输出灰 度值的计算公式为：
Figure BDA0003142241030000161
在电晕探测系统装调完成后，式(5-14)中与系统相关的参数也就确定了， 此时式(5-14)可简化为：
U＝k·G·L (3)
其中，k为与系统相关的常数，可以将k、G合并为系统增益Gs，显然该增益 由CCD的控制电压Vg决定，即：
Gs＝k·G＝f(Vg)＝U/L (4)
由式(4)可知，对电晕探测系统进行辐射定标实际上就是确定增益控制电 压Vg与系统增益Gs之间的关系。
依据式(2)计算每个控制电压条件下的系统净输出灰度值，带入式(4) 分别求得系统增益Gs。其中增益控制电压Vg的单位是伏特(V)，系统增益Gs的单 位是1/(uW/cm2/Sr)。
利用表1的数据可对控制电压Vg与系统增益Gs之间的关系曲线进行最小二 乘拟合，所得拟合的多项式如下：
Gs＝c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5 (5)
其中，c1＝-4.901E+06；c2＝4.79E+06；c3＝-2.496E+05；c4＝ 2.688E+05；c5＝5.222E+04拟合的可信度为0.99，所得的多项式曲线如图4所 示，其中“十字”点表示测量所得到的数据。由此可确定辐亮度定标方程为：
L＝U/c1Vg 4+c2Vg 3+c3Vg 2+c4Vg 1+c5 (6)
在实际应用中，上述经过定标的“日盲”紫外电晕探测系统即可以按照式 (5)，由系统净输出灰度值和控制电压推算电晕目标的辐亮度。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计 算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和 硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算 机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储 器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产 品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或 方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结 合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或 其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可 编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个 流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的 指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流 程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使 得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处 理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个 流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算 机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。 其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory， ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领 域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之 内。

Claims (10)

1.一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，其特征在于：包括以下过程：
获取光照条件下外绝缘设备成像区域的多帧图像灰度值；
以多帧图像灰度值的均值与无光照时拍摄设备的本底灰度值的差值为净输出灰度值；
根据得到的每个增益控制电压下的净输出灰度值和对应的增益控制电压，得到电晕探测系统增益与增益控制电压的表达式；
根据净输出灰度值与得到的表达式，得到最终的探测辐射亮度标定结果。
2.如权利要求1所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，其特征在于：
探测辐射亮度标定结果为净输出灰度值与电晕探测系统增益的比值。
3.如权利要求2所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，其特征在于：
拍摄设备为CCD系统，CCD系统的输出为：辐照亮度、光学系统的相对孔径的平方、CCD系统总增益、π/4、CCD系统中CCD部件的响应度以及电晕探测系统的透射率的乘积。
4.如权利要求2所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，其特征在于：
电晕探测系统增益为预设常数与CCD系统总增益的乘积。
5.如权利要求1所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，其特征在于：
对电晕探测系统增益与增益控制电压进行最小二乘拟合，得到电晕探测系统增益与增益控制电压的表达式。
6.如权利要求1所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，其特征在于：
电晕探测系统增益Gs与增益控制电压Vg的表达式为：
Figure FDA0003142241020000021
其中，c1、c2、c3、c4和c5均为常数。
7.如权利要求1所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法，其特征在于：
电晕探测系统的不确定度为：
标准氘灯光谱辐照度的不确定度的平方、光谱仪响应非线性引入的不确定度的平方、在系统有效工作谱带内CCD的相对光谱响应度与光纤光谱仪的相对光谱响应度最大相对偏差的平方、在最长积分时间内光源漂移引入的不确定度的平方以及辐亮度定标过程中各环节产生的误差的平方的加和的开方。
8.一种用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定系统，其特征在于：包括：
数据获取模块，被配置为：获取光照条件下外绝缘设备成像区域的多帧图像灰度值；
净输出灰度值获取模块，被配置为：以多帧图像灰度值的均值与无光照时拍摄设备的本底灰度值的差值为净输出灰度值；
增益关系获取模块，被配置为：根据得到的每个增益控制电压下的净输出灰度值和对应的增益控制电压，得到电晕探测系统增益与增益控制电压的表达式；
亮度标定模块，被配置为：根据净输出灰度值与得到的表达式，得到最终的探测辐射亮度标定结果。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法中的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的用于外绝缘设备检测的探测辐射亮度标定方法中的步骤。
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