基于激光图像测振模型判定杆塔螺栓松动程度方法及系统与流程

本发明涉及杆塔监测，尤其涉及一种基于激光图像测振模型判定杆塔螺栓松动程度方法及系统。

背景技术：

1、目前，现有技术虽然已经逐渐开始采用激光技术进行物体位移距离测量，但是目前通过激光进行物体位移测量的准确度不高，且杆塔螺栓位移距离测量受到不同的环境因素影响，致使测量杆塔螺栓位移距离的精确度不高，从而造成电力杆塔的螺栓松动检测产生误判。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种基于激光图像测振模型判定杆塔螺栓松动程度方法及系统，基于激光图像测振模型对特征提取处理结果进行杆塔螺栓松动及程度判定处理，可以快速精确的判定杆塔螺栓是否松动、杆塔螺栓松动程度、杆塔螺栓松动位移；以解决现有技术测量杆塔螺栓位移距离的精确度不高，从而造成电力杆塔的螺栓松动检测产生误判等技术问题。

2、本发明采取的技术方案为：

3、基于激光图像测振模型判定杆塔螺栓松动程度方法，包括以下步骤：

4、s101、将杆塔螺栓的表面设置一层反射率层；

5、s102、基于时间序列获取杆塔螺栓激光信号和杆塔螺栓反射率层图像信号，并进行特征提取处理；

6、s103、基于激光图像测振模型对特征提取处理结果进行杆塔螺栓松动及程度判定处理；

7、s104、基于杆塔螺栓松动及程度判定处理结果生成杆塔螺栓松动程度报告。

8、可选的，反射率层的材料为金属材料。

9、进一步的，反射率层包括2个及以上反射率不同的反射率区域；

10、可选的，反射率层包括若干反射率区域，反射率层的反射率区域的材料为金属材料，反射率层的反射率区域材料可以相同或不相同。

11、可选的，反射率层的反射率区域的长度可以相同或不相同，通过对设置在杆塔螺栓表面的反射率层进行反射率区域的长度设定，杆塔螺栓发生松动时，可以实现提高激光测量杆塔螺栓松动严重程度的精确性。

12、可选的，特征提取处理包括杆塔螺栓激光特征提取处理和杆塔螺栓反射率层图像信号特征提取处理。

13、进一步的，杆塔螺栓激光特征包括激光所照射反射率区域特征和激光在反射层的反射率特征，杆塔螺栓反射率层图像特征包括反射率区域图像特征、反射率区域长度图像特征、反射率区域材料图像特征和激光在反射率区域的照射点图像特征。

14、进一步的，基于时间序列获取杆塔螺栓激光信号和杆塔螺栓反射率层图像信号，并进行特征提取处理包括以下步骤：

15、基于时间序列获取杆塔螺栓激光信号和杆塔螺栓反射率层图像信号；

16、对杆塔螺栓激光信号进行杆塔螺栓激光特征提取处理，得到激光所照射反射率区域特征和激光在反射层的反射率特征；

17、对杆塔螺栓反射率层图像信号进行杆塔螺栓图像特征提取处理，得到反射率区域图像特征、反射率区域长度图像特征、反射率区域材料图像特征和激光在反射率区域的照射点图像特征。

18、进一步的，构建激光图像测振模型包括以下步骤：

19、获取杆塔螺栓激光信号历史数据信息和杆塔螺栓反射率层图像信号历史数据信息，并进行特征提取处理；

20、基于特征提取处理结果对激光图像测振模型进行模型训练处理；

21、若模型训练结果与训练样本结果一样，则训练完成；若模型训练结果与训练样本结果不一样，则重新进行训练。

22、进一步的，基于激光图像测振模型对特征提取处理结果进行杆塔螺栓松动及程度判定处理包括以下步骤：

23、基于激光在反射层的反射率特征或/和激光在反射率区域的照射点图像特征，判定杆塔螺栓是否松动；

24、基于激光所照射反射率区域特征和激光在反射层的反射率特征，判定杆塔螺栓松动程度；

25、基于激光所照射反射率区域特征、激光在反射层的反射率特征、反射率区域图像特征、反射率区域长度图像特征、反射率区域材料图像特征和激光在反射率区域的照射点图像特征，判定杆塔螺栓松动位移。

26、进一步的，基于杆塔螺栓松动及程度判定处理结果生成杆塔螺栓松动程度报告包括以下步骤：

27、若激光信号从照射在反射率层的第一反射率区域，转移照射在反射率层的第二反射率区域，则判定杆塔螺栓松动轻度程度，并生成杆塔螺栓松动轻度程度报告；

28、若激光信号从照射在反射率层的第一反射率区域，转移照射在反射率层的第三反射率区域，则判定杆塔螺栓松动中度程度，并生成杆塔螺栓松动中度程度报告；

29、若激光信号从照射在反射率层的第一反射率区域，转移照射在反射率层的第四反射率区域，则判定杆塔螺栓松动重度程度，并生成杆塔螺栓松动重度程度报告。

30、进一步的，基于激光图像测振模型判定杆塔螺栓松动程度方法，还包括通过获取环境因素信号并构建杆塔螺栓松动位移子模型，激光图像测振模型基于杆塔螺栓松动位移子模型对特征提取处理结果进行杆塔螺栓松动及程度判定处理。

31、进一步的，环境因素信号包括杆塔螺栓温度信号、空气温湿度信号和环境大气压信号，基于杆塔螺栓的膨胀系数和杆塔螺栓温度信号，确定杆塔螺栓的膨胀程度；基于空气温湿度信号和环境大气压信号，确定环境空气的折射率；基于杆塔螺栓的膨胀程度和环境空气的折射率，对杆塔螺栓松动位移进行位移补偿。

32、本技术第二方面提供了基于激光图像测振模型判定杆塔螺栓松动程度系统，包括：

33、杆塔螺栓反射率层单元，在杆塔螺栓的表面设置杆塔螺栓反射率层单元，杆塔螺栓反射率层单元包括若干反射率区域；

34、模型构建单元，用于构建激光图像测振模型；

35、数据获取单元，用于基于时间序列获取杆塔螺栓激光信号和杆塔螺栓反射率层图像信号；

36、第一处理单元，用于对杆塔螺栓激光信号和杆塔螺栓反射率层图像信号进行特征提取处理；

37、第二处理单元，用于基于激光图像测振模型对特征提取处理结果进行杆塔螺栓松动及程度判定处理；

38、报告生成单元，用于基于杆塔螺栓松动及程度判定处理结果生成杆塔螺栓松动程度报告。

39、进一步的，基于激光图像测振模型判定杆塔螺栓松动程度系统，还包括子模型构建单元，用于基于环境因素信号构建杆塔螺栓松动位移子模型。

40、可选的，激光图像测振模型基于杆塔螺栓松动位移子模型对特征提取处理结果进行杆塔螺栓松动及程度判定处理。

41、可选的，环境因素信号包括杆塔螺栓温度信号、空气温湿度信号和环境大气压信号，基于杆塔螺栓的膨胀系数和杆塔螺栓温度信号，确定杆塔螺栓的膨胀程度；基于空气温湿度信号和环境大气压信号，确定环境空气的折射率；基于杆塔螺栓的膨胀程度和环境空气的折射率，对杆塔螺栓松动位移进行位移补偿。

42、本发明的有益效果：

43、实现了基于激光图像测振模型对特征提取处理结果进行杆塔螺栓松动及程度判定处理，可以快速精确的判定杆塔螺栓是否松动、杆塔螺栓松动程度、杆塔螺栓松动位移。

44、实现了通过对设置在杆塔螺栓表面的反射率层进行若干反射率区域数量的设定，杆塔螺栓发生松动时，可以实现提高激光测量杆塔螺栓松动的精确性。

45、实现了通过对设置在杆塔螺栓表面的反射率层进行反射率区域的长度设定，杆塔螺栓发生松动时，可以实现提高激光测量杆塔螺栓松动严重程度的精确性。

46、实现了通过对设置在杆塔螺栓表面的反射率层进行反射率层的反射率区域材料设定，根据激光信号照射在反射率层时反射率发生变化来判断螺栓是否松动，从而实现提高激光测量杆塔螺栓松动的精确性。

47、实现了通过构建杆塔螺栓松动位移子模型，对杆塔螺栓松动位移进行位移补偿，进一步提高测量杆塔螺栓松动位移的精确度。

48、解决了现有技术测量杆塔螺栓位移距离的精确度不高，从而造成电力杆塔的螺栓松动检测产生误判等技术问题。