专利名称：基于角点特征的电力设备精确测温方法
技术领域：
本发明涉及一种基于红外图像的设备精确测温方法，尤其涉及一种基于角点特征的电力设备精确测温方法。
背景技术：
基于红外图像进行设备测温技术是一种快速、容易并且十分有效的确定电气设备故障的方法，电力设备温度异常往往是电力设备存在缺陷的重要标志。当电力设备存在缺陷或故障时，缺陷或故障部位的温度就会发生异常变化，从而引起设备的局部发热，如果未能及时发现并制止这些隐患的发展，最终会促成设备故障或事故发生，严重的会扩大成电网事故。同时，当前红外热像仪对变电站内含有要测设备的场景进行测温时，无法对设备区域进行精确测温，返回的最高温度可能为无关设备的其它高温区域，并不代表设备的温度，这不利于正确判断设备的运行状态。为解决这一问题，通过图像处理和图像配准技术实现 对设备的定位，进而可以实现对设备的精确测温。角点是图像的一个重要的局部特征，是在图像像素邻域内的各个方向上灰度变化值足够高的像素点。其包含图像中比较丰富的二维结构信息、便于测量和表示、能够适应环境光照变化等优点。在红外图像中，电力设备附近区域由于其角点特征突出且易于提取，便于对图像匹配。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于角点特征的电力设备精确测温方法，它成功应用于智能变电站巡视机器人系统来代替日常巡视人员对设备的定时测温，对于智能变电站电力设备监测自动化具有重要的作用。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种基于角点特征的电力设备精确测温方法，步骤如下I)建立红外图像模板库，把已采集的单张设备红外图像加入模板库，标记设备区域位置；2 )检测模板图像的Harr i s角点；3)利用红外热像仪设备获取待检测设备的红外图像；4)检测待识别图像的Harris角点，并与模板库中对应图像进行图像匹配，得到H矩阵；5)根据模板库图像中的设备位置和第4)步中所得H矩阵，获得待识别图像中设备的对应位置；6)获取上一步中设备对应位置的红外图像，并取其中的最高温度值为设备温度；7)判断温度是否越限，若超温进行报警提示。所述第I)步中，所述红外图像模板为颜色变化一致、无云彩影响的图像。所述第4)中，采用RANSC算法得到模板图像和待检测图像间的变换矩阵H。
所述第2)、第4)步中,检测Harris角点步骤如下I)确定 Harris 角点使图像I点(u，v)向任意方向作小的偏移，记录图像灰度在偏移为(x，y)的变化情况，以最小的灰度变化值E(x,y)作为该点的标记量,记为该点的角点量,若该点的角点量大于某一特定阈值，且为局部极大值，则认为其为角点；根据公式(5):
权利要求
1.一种基于角点特征的电力设备精确测温方法，其特征是，步骤如下 1)建立红外图像模板库，把已采集的单张设备红外图像加入模板库，标记设备区域位置； 2)检测模板图像的Harris角点； 3)利用红外热像仪设备获取待检测设备的红外图像； 4)检测待识别图像的Harris角点，并与模板库中对应图像进行图像匹配，得到H矩阵； 5)根据模板库图像中的设备位置和第4)步中所得H矩阵，获得待识别图像中设备的对应位置； 6)获取上一步中设备对应位置的红外图像，并取其中的最高温度值为设备温度； 7)判断温度是否越限，若超温进行报警提示。
2.如权利要求I所述的基于角点特征的电力设备精确测温方法，其特征是，所述第I)步中，所述红外图像模板为颜色变化一致、无云彩影响的图像。
3.如权利要求I所述的基于角点特征的电力设备精确测温方法，其特征是，所述第4)中，采用RANSC算法得到模板图像和待检测图像间的变换矩阵H。
4.如权利要求I所述的基于角点特征的电力设备精确测温方法，其特征是，所述第2)、第4)步中,检测Harris角点步骤如下 O确定Harris角点 使图像I点(U，V)向任意方向作小的偏移，记录图像灰度在偏移为(x，y)的变化情况，以最小的灰度变化值E(x, y)作为该点的标记量,记为该点的角点量,若该点的角点量大于某一特定阈值，且为局部极大值，则认为其为角点； 根据公式(5):
5.如权利要求I所述的基于角点特征的电力设备精确测量方法，其特征是，所述第4)步中，图像匹配过程主要有两个步骤 1)使用以各特征点为中心的16X16窗口内边缘图像的共生矩阵间的相似度来度量特征点对间的相似性，提取出两幅图像中若干对特征点。
2)H参数估计得到两幅图像的特征点的匹配关系后，两幅图像存在这样的一个变换过程
全文摘要
本发明公开了一种基于角点特征的电力设备精确测温方法，通过采用Harris算子提取角点特征，精确检测电力设备的异常情况，只用到了灰度的一阶差分以及滤波,所以即使存在图像的旋转、灰度的变化、噪声影响和视觉变换,对角点的提取也是比较稳定的，具有较高的稳定性及鲁棒性，且操作简单。本发明结合电力设备中的特点和Harris角点特征，有效地解决了电力设备的精确定位与测温。同时，对红外图像中含有云彩的图像有很大的适应性。实验表明，该方法可有效地解决电力设备的识别与测温，这对于智能变电站的电力设备监测自动化方面具有重要的作用，可以减轻变电站巡视人员的负担。
文档编号G01J5/00GK102798469SQ20121022342
公开日2012年11月28日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者王万国, 王滨海, 李丽, 张晶晶, 张嘉峰 申请人:山东鲁能智能技术有限公司