[發(fā)明專利]一種基于拓撲匹配的變電站設(shè)備紅外圖像的視覺檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710991199.2
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107833204B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫超;鄭薇;姜文武;項國建;李希元;李錫忠;雷志鵬;滕雋;段有重;徐中凱
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司營口供電公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/168
• 代理公司: 沈陽圣群專利事務(wù)所(普通合伙) 21221
• 代理人: 王鋼

本發(fā)明公開了一種基于拓撲匹配的變電站設(shè)備紅外圖像的視覺檢測方法。包括下述步驟：步驟1采集變電站的紅外圖像G，生成紅外圖像G1；步驟2針對G1采用Hough算法計算提取圖像中直線集Lines，步驟3從Lines中選擇凸顯變電站2根直線L1和L2；步驟4選定目標對象T，設(shè)定模板區(qū)域；步驟5計算拓撲相關(guān)參數(shù)，包括T與直線L1和L2相對位置關(guān)系，L1、L2的傾角和它們之間的夾角；步驟6對直線集Lines進行拓撲匹配運算，尋找最佳的直線對；步驟7確定待檢測目標T'在圖像中的位置C'及傾角θ；步驟8針對G1，構(gòu)建金字塔狀圖層信息；步驟9逐層與T的模板匹配，進行角度微調(diào)檢測，求得最佳旋轉(zhuǎn)角度；步驟10計算目標T'的紅外溫度分布，判斷該目標是否在正常工作范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變電站設(shè)備的定位檢測算法，尤其涉一種基于拓撲匹配的變電站設(shè)備紅外圖像的視覺檢測方法，屬于機器視覺的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電網(wǎng)自動化技術(shù)日新月異，絕大部分的變電站已經(jīng)實現(xiàn)無人值班，但由于自動化技術(shù)和功能范圍并不完善，很多設(shè)備的運行數(shù)據(jù)不能通過現(xiàn)有的在線檢測設(shè)備簡單獲取，往往需要安排工作人員定期巡檢。

視覺自動檢測的技術(shù)的引入，可以顯著彌補現(xiàn)有電網(wǎng)的監(jiān)控技術(shù)的不足。通過變電站圖像采集和紅外溫度采集，識別和分析，可以實時分析系統(tǒng)運行的重要參數(shù)，并監(jiān)控異常情況，為以后的統(tǒng)計分析提供大數(shù)據(jù)支持。

在可見光或紅外光的視覺檢測技術(shù)中，圖像匹配技術(shù)是重要的核心技術(shù)之一，傳統(tǒng)的圖像匹配技術(shù)往往采用基于關(guān)鍵點(如Harris角點)的圖像匹配，或基于SIFT特征的圖像匹配，此類算法雖然較穩(wěn)定，且不易受光照條件影響，但是由于算法牽涉到大量的特征點提取與匹配，整體算法效率偏低。同時，針對紅外圖像，由于部分目標的溫度與周邊環(huán)境差異較小，往往會影響到特征點計算的準確性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能有效地克服現(xiàn)存紅外圖像匹配技術(shù)的不足，實現(xiàn)變電站目標的快速精確定位和溫度測量，降低人工檢測的工作量，提高檢測的效率，實現(xiàn)非接觸、實時可靠，成本低、自動化程度較高的一種基于拓撲匹配的變電站設(shè)備紅外圖像的視覺檢測方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于拓撲匹配的變電站設(shè)備紅外圖像的視覺檢測方法，包括下述步驟：

步驟1、采集變電站的紅外圖像G，并進行預處理生成紅外圖像G1；

步驟2、針對紅外圖像G1采用Hough算法計算提取圖像中直線集Lines，其中分為：

拓撲參數(shù)和模板設(shè)定：

步驟3、從直線集Lines中選擇能凸顯變電站主要結(jié)構(gòu)的至少2根直線作為參照直線，分別標記為L1和L2，且直線不相互平行；

步驟4、選定目標對象T，并設(shè)定模板區(qū)域；

步驟5、計算拓撲相關(guān)參數(shù)，包括T與直線L1和L2的相對位置關(guān)系，L1、L2的傾角和它們之間的夾角；

目標檢測：

步驟6、對直線集Lines進行拓撲匹配運算，參照直線L1和L2傾角和夾角參數(shù)，尋找最佳的直線對，使得它們與直線L1、L2位置關(guān)系最相似；

步驟7、依據(jù)拓撲參數(shù)中，目標T與直線L1和L2的位置關(guān)聯(lián)，確定待檢測目標T'在圖像中的位置C'及傾角θ；此時，已經(jīng)完成了目標的初次定位；

步驟8、針對紅外圖像G1，提取目標區(qū)域附近的數(shù)據(jù)，構(gòu)建金字塔狀圖層信息，便于圖像快速匹配；

步驟9、依據(jù)金字塔圖層信息，自上而下，逐層與T的模板匹配，尋找最佳匹配位置；最后，進行角度微調(diào)檢測，求得最佳旋轉(zhuǎn)角度；

步驟10、計算目標T'的紅外溫度分布，并判斷該目標是否在正常工作范圍。