[發明專利]一種基于紅外圖像的電力設備狀態智能預警方法

在審

• 申請號: 201810300579.1
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108932513A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 仲浩;陳化軍;藺相斌;胡凡;張萍;朱宜東;劉建;袁震;方保壘;李業鋒;孟晨平;王超;賈寅飛;孫彥賓;孟凡波;莊江麗
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司棗莊供電公司
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20;G06K9/68;G06N3/04;G06T5/00
• 代理公司: 濟寧眾城專利事務所 37106
• 代理人: 李效寧

本發明屬于電力系統領域，涉及紅外熱成像技術對電力設備進行故障檢測的應用，尤其涉及一種基于紅外圖像的電力設備狀態智能預警方法，即為：構建紅外圖譜庫?圖像處理?字符區域識別?界限分割?字符識別?構建人工神經網絡?得出預警分析報告。本發明實現了基于紅外圖像的電力設備健康狀態評價和智能預警，可實現紅外圖像的高效管理、自動提取電氣設備紅外圖像各種特征參數；設計了適用于電氣設備最高運行溫度預測人工神經網絡，以負荷電流、大氣溫度、相對濕度、反射系數、反射溫度、拍照距離、輻射系數為輸入，實現了電氣設備最高運行溫度預測。基于預測的最高運行溫度，實現了電力設備健康狀態評價和智能預警。

技術領域

本發明屬于電力系統領域，涉及紅外熱成像技術對電力設備進行故障檢測的應用，尤其涉及一種基于紅外圖像的電力設備狀態智能預警方法。

背景技術

電氣設備連接松動、接觸不良、漏磁、過電流等諸多因素都可引起設備過熱引發設備故障。對不同類型的電氣設備進行有效的監控，并自動分析電氣設備有無故障，故障類型、存在位置和嚴重程度成為當前該領域的研究熱點。紅外檢測技術因其非接觸和高效率的特點，在電力設備故障檢測中廣泛應用。紅外輻射探測將被測設備的熱輻射進行熱電轉換來測量設備紅外輻射的強弱，將接收到的紅外輻射能轉換成便于處理的電信號，通過對電信號的處理，以二維熱圖像的形式顯示設備表面的溫度場分布。利用紅外熱成像技術對電力設備進行有效的檢測，可使設備事故率、維修費用顯著減少。

目前，國內外利用紅外熱成像技術對電力設備進行故障檢測的應用已較為普遍，在我國紅外成像技術已成為變電運維工作中缺陷設備診斷的重要依據。運維人員利用紅外熱像儀對電力設備進行紅外拍攝，獲取電氣設備紅外溫度信息，通過對電氣設備紅外圖像的熱分析實現電氣設備的健康程度判斷。而后將分析結果和紅外圖片進行保存，并生成紅外診斷報告。紅外圖片的分析與整理工作是一個復雜而繁重的工作，給運維人員平添了大量的額外工作量。

發明內容

本發明針對上述的問題，提供了一種基于紅外圖像的電力設備狀態智能預警方法，即可準確識別紅外圖像的關鍵信息，構建紅外圖像的高效管理平臺，基于人工神經網絡技術實現電氣設備健康狀態評價和智能預警。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為，

一種基于紅外圖像的電力設備狀態智能預警方法，具體包括以下步驟：

第一步，基于紅外圖像的字符識別構建紅外圖譜庫，并獲取系統運行數據；

第二步，對圖像進行預處理，消除圖像中的噪聲干擾，增強圖像的質量；

第三步，灰化后的圖像采用固定閾值的二值化實現存在字符的區域的識別；

第四步，采用投影法對二值化后的圖像做垂直和水平投影，把投影后的波谷作為分割界限；

第五步，用模板匹配法進行字符識別，把分割后的字符放縮到與模板相同大小尺寸進行匹配，選擇最佳匹配作為結果；

第六步，通過紅外圖譜庫中的最高溫度、大氣溫度、相對濕度、反射系數、反射溫度、拍照距離、輻射系數，結合電氣設備負荷電流運行數據構建用于電氣設備運行狀態智能預警和電氣設備健康狀態診斷的人工神經網絡；

第七步，結合神經網絡的模式識別結果，采用C#操作Office編程技術，自動成紅外圖像的預警分析報告。

作為優選，所述第五步中字符識別的具體步驟依次為：含有字符的圖像-數字化圖像-圖像預處理-字符區域檢測和定位-單個字符分割-字符識別-識別結果輸出。

作為優選，采用二值灰度為紅外圖片中每一個可能出現的字符建立一個標準的模板，其中0表示白色背景，l表示黑色字符。

對分割出來的待識別字符逐個與模板匹配，求出其相似度，即