CN115643471A - 用于电力设备的红外热成像检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外成像技术领域，具体涉及一种用于电力设备的红外热成像检测系统，包括跟踪瞄准模块、获取模块和图像处理模块，用于生成红外热成像图，检索模块、分析模块、解析模块和检测结果输出模块，用于输出检测结果报告，所述检测结果报告内容包括所述红外图像的区域坐标、红热温度范围；所述红热温度范围指标包括：温度梯度密集度、红外温度影响区域面积。本发明解决了现有的电力设备无法获取实时获取异常数据，不能快速处理红外热成像并进行数据实时监控的问题。

Description

用于电力设备的红外热成像检测系统

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，具体涉及一种用于电力设备的红外热成像检测系统。

背景技术

电力供应是整个社会生产、人们生活的基本保证之一，因此提供持续不断的电力供应服务是关系到我国人民生产生活的重中之重。现今电力监控手段主要采用摄像视频实时监控的手段，以一定的时间间隔对周边环境进行拍照或者使用连续录像的方式进行活动的采集并定期派人对到监测设备旁回收数据，这种监控方式随机性大、设备对能源需求高、数据回收周期长、耗费人力大，同时回收的数据仅有照片视频与时间等基本信息。摄像视频监控手段虽然保证了实时记录电力供应系统的状态，但很难对出现问题的电力系统目标进行确定，无法保证当电力系统某段出现问题时，能实时得到该目标段的温控和图像情况。

随着科学技术的快速发展，红外热成像设备因其无接触的特性被广泛用于各行各业，尤其是红外热成像设备，在电力设备领域起着不可替代的作用。然而，受环境温度及设备自身结构影响，目前，红外热成像测温设备在使用前往往需预热60分钟(甚至更长)，待测温设备在当前环境下预热达到热平衡状态后，才可进行正常测温工作。上述预热过程极大地影响着红外热成像测温设备的使用效率。智能终端的飞跃式发展，其硬件的处理能力正呈指数增强，目前的电力设备的智能终端已经具备处理图像等复杂运算的能力，为红外热成像产品中的图像处理功能简化，交给智能终端来处理带来了可能性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种用于电力设备的红外热成像检测系统，用于解决现有的电力设备无法获取实时获取异常数据，不能快速处理红外热成像并进行数据实时监控的问题；

本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开了用于电力设备的红外热成像检测系统，包括：

跟踪瞄准模块，用于瞄准所述电力设备内目标物体的区域分布位置；

获取模块，用于将热辐射聚焦于红外探测器的焦平面，接收观测范围内的热辐射，采集所述电力设备内物体的红外图像；

图像处理模块，用于生成红外热成像图，并对所述红外热成像图进行分析，得到所述图像区域内的温度信息与温度分布信号；

检索模块，用于接收观测范围内的热辐射，对于不同的热辐射计量产生相应的电信号根据配置和管理生成预设的背景灰度直方图检索条件；

分析模块，用于将获取的所述温度信息进行根据预先建立的所述检索条件生成对应关系；

解析模块，用于将所述红外热成像图生成的灰度直方图与预设的所述背景灰度直方图进行对比，判断是否发生灰度直方图突变，判定是否有异常情况进入监测区域；

检测结果输出模块，用于输出检测结果报告，所述检测结果报告内容包括所述红外图像的区域坐标、红热温度范围；所述红热温度范围指标包括：温度梯度密集度、红外温度影响区域面积。

更进一步地，所述图像处理模块有以下子模块组成，包括：

监测模块，用于实时监测所述电力设备的红外射线温度变化；

预处理模块，采用低通滤波去噪对所述红外图像进行图像变换，进行初步预处理后将滤波后的频域图像转换到区域队列，得到初步增强的红外热成像图像；

分类模块，用于将所述初步增强的红外热成像图像进行区域初步分割，得到所述红外热成像图像上疑似不同红外温度源引起异常影响局部区域，并保存后供后续运算。

更进一步地，所述解析模块有以下子模块组成，包括：

调度模块，用于对收集的所述红外图像进行温度梯度计算；

算法统计模块，使用等值算法得到多条成像信息，针对所述成像信息相对应集中区域进行统计，判定最集中区域为红外图像异常位置点；

确认模块，用于确定所述红外图像异常位置点的存储方式和位置，并将所述红外图像异常位置点信息存储到服务器中。

更进一步地，所述算法统计模块还包括定量检测模块，用于从区域队列中取出疑似影响范围红外热成像图像进行红外成像量化，针对所述红外图像的影响程度进行量化处理。

更进一步地，所述定量检测模块包括：

形态学分析模块，用于缩小异常情况的检测范围，进行所述红外图像异常位置点的粗定位；

温度梯度判断模块，用于准确定位所述红外图像异常位置点的位置坐标。

更进一步地，所述检索条件包括但不限于与目标物体的温度、大小、形状以及与红外热成像装置的距离相关的数据。

更进一步地，所述跟踪瞄准模块在完成所述目标物体定位后读取距离参数，并线性测量分析所述目标物体的相对位置和外形。

更进一步地，所述分析模块获取的所述温度信息为求取所有所述红外热图像的重叠区的平均温度值。

更进一步地，所述平均温度值为对温度范围修正后的所述红外图像进行边界轮廓提取，以便进行连通域提取与标记，对所述红外图像疑似单一影响范围进行填充提取，消除所述温度范围内的少数空洞温度值。

更进一步地，所述远端服务器与所述检测结果输出模块建立通信连接，所述远端服务器通过所述检测结果输出模块接收所述检测结果报告存储的数据。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供了一种红外成像图像数量大、数据质量高、实时性强、易于深度分析的动态红外图像采集数据获取手段，利用红外热成像技术探测热辐射而非可见光的原理，以温度特征为识别基础，通过距离、形状、大小等信息辅助，解决了红外热成像技术难以单纯依赖计算机视觉技术实现搜索跟踪瞄准的技术问题，提高了红外热成像技术在电力系统领域的应用范围，提高了精度和自动化水平，创造了更多的经济效益和社会效益。

2、本发明求取所有红外热成像图像的所述重叠区的平均温度值；判断基准图像中每一重叠区的平均温度值与对应红外热成像图像的重叠区的平均温度值是否相同，相同则无需调整，不同则基于基准图像重叠区的平均温度值对此红外热成像图像的温度数据进行调整，将多幅红外热成像图像通过背景灰度直方图进行分析的整体红外热成像图像。获取各部分的红外热成像图像，解决了电力系统领域应用时红外成像时间长，无法确定异常点以及没有对应的校准方案所导致的问题，从而提供准确的参考图像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为用于电力设备的红外热成像检测系统的系统结构示意图；

图2为算法统计模块的系统结构示意图；

图中的标号分别代表：1、跟踪瞄准模块；2、获取模块；3、图像处理模块；4、监测模块；5、预处理模块；6、分类模块；7、解析模块；8、调度模块；9、算法统计模块；10、确认模块；11、检索模块；12、分析模块；13、检测结果输出模块；14、定量检测模块；15、形态学分析模块；16、温度梯度判断模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

实施例1

本实施例提供一种用于电力设备的红外热成像检测系统，请参阅图1，包括：

跟踪瞄准模块1，用于瞄准所述电力设备内目标物体的区域分布位置；

获取模块2，用于将热辐射聚焦于红外探测器的焦平面，接收观测范围内的热辐射，采集所述电力设备内物体的红外图像；

图像处理模块3，用于生成红外热成像图，并对所述红外热成像图进行分析，得到所述图像区域内的温度信息与温度分布信号；

检索模块11，用于接收观测范围内的热辐射，对于不同的热辐射计量产生相应的电信号根据配置和管理生成预设的背景灰度直方图检索条件；

分析模块12，用于将获取的所述温度信息进行根据预先建立的所述检索条件生成对应关系；

解析模块7，用于将所述红外热成像图生成的灰度直方图与预设的所述背景灰度直方图进行对比，判断是否发生灰度直方图突变，判定是否有异常情况进入监测区域；

检测结果输出模块13，用于输出检测结果报告，所述检测结果报告内容包括所述红外图像的区域坐标、红热温度范围；所述红热温度范围指标包括：温度梯度密集度、红外温度影响区域面积。

所述图像处理模块3有以下子模块组成，包括：

监测模块4，用于实时监测所述电力设备的红外射线温度变化；

预处理模块5，采用低通滤波去噪对所述红外图像进行图像变换，进行初步预处理后将滤波后的频域图像转换到区域队列，得到初步增强的红外热成像图像；

分类模块6，用于将所述初步增强的红外热成像图像进行区域初步分割，得到所述红外热成像图像上疑似不同红外温度源引起异常影响局部区域，并保存后供后续运算。

所述解析模块7有以下子模块组成，包括：

调度模块8，用于对收集的所述红外图像进行温度梯度计算；

算法统计模块9，使用等值算法得到多条成像信息，针对所述成像信息相对应集中区域进行统计，判定最集中区域为红外图像异常位置点；

确认模块10，用于确定所述红外图像异常位置点的存储方式和位置，并将所述红外图像异常位置点信息存储到服务器中。

本发明提供了一种红外成像图像数量大、数据质量高、实时性强、易于深度分析的动态红外图像采集数据获取手段，利用红外热成像技术探测热辐射而非可见光的原理，以温度特征为识别基础，通过距离、形状、大小等信息辅助，解决了红外热成像技术难以单纯依赖计算机视觉技术实现搜索跟踪瞄准的技术问题，提高了红外热成像技术在电力系统领域的应用范围，提高了精度和自动化水平，创造了更多的经济效益和社会效益。

本发明求取所有红外热成像图像的所述重叠区的平均温度值；判断基准图像中每一重叠区的平均温度值与对应红外热成像图像的重叠区的平均温度值是否相同，相同则无需调整，不同则基于基准图像重叠区的平均温度值对此红外热成像图像的温度数据进行调整，将多幅红外热成像图像通过背景灰度直方图进行分析的整体红外热成像图像。获取各部分的红外热成像图像，解决了电力系统领域应用时红外成像时间长，无法确定异常点以及没有对应的校准方案所导致的问题，从而提供准确的参考图像。

实施例2

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1和图2所示对实施例1中用于电力设备的红外热成像检测系统做进一步具体说明，所述算法统计模块9还包括定量检测模块14，用于从区域队列中取出疑似影响范围红外热成像图像进行红外成像量化，针对所述红外图像的影响程度进行量化处理。

所述定量检测模块14包括：

形态学分析模块15，用于缩小异常情况的检测范围，进行所述红外图像异常位置点的粗定位；

温度梯度判断模块16，用于准确定位所述红外图像异常位置点的位置坐标。

所述检索条件包括但不限于与目标物体的温度、大小、形状以及与红外热成像装置的距离相关的数据。

本发明提供了一种红外成像图像数量大、数据质量高、实时性强、易于深度分析的动态红外图像采集数据获取手段，利用红外热成像技术探测热辐射而非可见光的原理，以温度特征为识别基础，通过距离、形状、大小等信息辅助，解决了红外热成像技术难以单纯依赖计算机视觉技术实现搜索跟踪瞄准的技术问题，提高了红外热成像技术在电力系统领域的应用范围，提高了精度和自动化水平，创造了更多的经济效益和社会效益。

本发明求取所有红外热成像图像的所述重叠区的平均温度值；判断基准图像中每一重叠区的平均温度值与对应红外热成像图像的重叠区的平均温度值是否相同，相同则无需调整，不同则基于基准图像重叠区的平均温度值对此红外热成像图像的温度数据进行调整，将多幅红外热成像图像通过背景灰度直方图进行分析的整体红外热成像图像。获取各部分的红外热成像图像，解决了电力系统领域应用时红外成像时间长，无法确定异常点以及没有对应的校准方案所导致的问题，从而提供准确的参考图像。

实施例3

在具体实施层面，在实施例2的基础上，本实施例参照图1和图2所示对实施例2中用于电力设备的红外热成像检测系统做进一步具体说明，所述跟踪瞄准模块1在完成所述目标物体定位后读取距离参数，并线性测量分析所述目标物体的相对位置和外形。

所述分析模块12获取的所述温度信息为求取所有所述红外热图像的重叠区的平均温度值。

所述平均温度值为对温度范围修正后的所述红外图像进行边界轮廓提取，以便进行连通域提取与标记，对所述红外图像疑似单一影响范围进行填充提取，消除所述温度范围内的少数空洞温度值。

所述远端服务器与所述检测结果输出模块13建立通信连接，所述远端服务器通过所述检测结果输出模块13接收所述检测结果报告存储的数据。

本发明提供了一种红外成像图像数量大、数据质量高、实时性强、易于深度分析的动态红外图像采集数据获取手段，利用红外热成像技术探测热辐射而非可见光的原理，以温度特征为识别基础，通过距离、形状、大小等信息辅助，解决了红外热成像技术难以单纯依赖计算机视觉技术实现搜索跟踪瞄准的技术问题，提高了红外热成像技术在电力系统领域的应用范围，提高了精度和自动化水平，创造了更多的经济效益和社会效益。

本发明求取所有红外热成像图像的所述重叠区的平均温度值；判断基准图像中每一重叠区的平均温度值与对应红外热成像图像的重叠区的平均温度值是否相同，相同则无需调整，不同则基于基准图像重叠区的平均温度值对此红外热成像图像的温度数据进行调整，将多幅红外热成像图像通过背景灰度直方图进行分析的整体红外热成像图像。获取各部分的红外热成像图像，解决了电力系统领域应用时红外成像时间长，无法确定异常点以及没有对应的校准方案所导致的问题，从而提供准确的参考图像。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于，包括：

跟踪瞄准模块(1)，用于瞄准所述电力设备内目标物体的区域分布位置；

获取模块(2)，用于将热辐射聚焦于红外探测器的焦平面，接收观测范围内的热辐射，采集所述电力设备内物体的红外图像；

图像处理模块(3)，用于生成红外热成像图，并对所述红外热成像图进行分析，得到所述图像区域内的温度信息与温度分布信号；

检索模块(11)，用于接收观测范围内的热辐射，对于不同的热辐射计量产生相应的电信号根据配置和管理生成预设的背景灰度直方图检索条件；

分析模块(12)，用于将获取的所述温度信息进行根据预先建立的所述检索条件生成对应关系；

解析模块(7)，用于将所述红外热成像图生成的灰度直方图与预设的所述背景灰度直方图进行对比，判断是否发生灰度直方图突变，判定是否有异常情况进入监测区域；

检测结果输出模块(13)，用于输出检测结果报告，所述检测结果报告内容包括所述红外图像的区域坐标、红热温度范围；所述红热温度范围指标包括：温度梯度密集度、红外温度影响区域面积。

2.根据权利要求1所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于，所述图像处理模块(3)有以下子模块组成，包括：

监测模块(4)，用于实时监测所述电力设备的红外射线温度变化；

预处理模块(5)，采用低通滤波去噪对所述红外图像进行图像变换，进行初步预处理后将滤波后的频域图像转换到区域队列，得到初步增强的红外热成像图像；

分类模块(6)，用于将所述初步增强的红外热成像图像进行区域初步分割，得到所述红外热成像图像上疑似不同红外温度源引起异常影响局部区域，并保存后供后续运算。

3.根据权利要求1所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于，所述解析模块(7)有以下子模块组成，包括：

调度模块(8)，用于对收集的所述红外图像进行温度梯度计算；

算法统计模块(9)，使用等值算法得到多条成像信息，针对所述成像信息相对应集中区域进行统计，判定最集中区域为红外图像异常位置点；

确认模块(10)，用于确定所述红外图像异常位置点的存储方式和位置，并将所述红外图像异常位置点信息存储到服务器中。

4.根据权利要求3所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于，所述算法统计模块(9)还包括定量检测模块(14)，用于从区域队列中取出疑似影响范围红外热成像图像进行红外成像量化，针对所述红外图像的影响程度进行量化处理。

5.根据权利要求4所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于，所述定量检测模块(14)包括：

形态学分析模块(15)，用于缩小异常情况的检测范围，进行所述红外图像异常位置点的粗定位；

温度梯度判断模块(16)，用于准确定位所述红外图像异常位置点的位置坐标。

6.根据权利要求1所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于：所述检索条件包括但不限于与目标物体的温度、大小、形状以及与红外热成像装置的距离相关的数据。

7.根据权利要求1所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于：所述跟踪瞄准模块(1)在完成所述目标物体定位后读取距离参数，并线性测量分析所述目标物体的相对位置和外形。

8.根据权利要求1所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于，所述分析模块(12)获取的所述温度信息为求取所有所述红外热图像的重叠区的平均温度值。

9.根据权利要求8所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于，所述平均温度值为对温度范围修正后的所述红外图像进行边界轮廓提取，以便进行连通域提取与标记，对所述红外图像疑似单一影响范围进行填充提取，消除所述温度范围内的少数空洞温度值。

10.根据权利要求1所述的用于电力设备的红外热成像检测系统，其特征在于：所述远端服务器与所述检测结果输出模块(13)建立通信连接，所述远端服务器通过所述检测结果输出模块(13)接收所述检测结果报告存储的数据。

Images