[發明專利]一種基于圖譜特征的絕緣子表面污穢等級可視化檢測方法

在審

• 申請號: 201910075030.1
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109632655A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 郭裕鈞;張曉青;張血琴;劉凱;吳廣寧;石超群;劉毅杰;鄧琴;張廣全
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

本發明公開了一種基于圖譜特征的絕緣子表面污穢等級可視化檢測方法。本發明獲取檢測絕緣子的高光譜圖像、提取不同污穢等級絕緣子高光譜圖像建立污穢等級識別模型；并利用該模型進行識別，檢測污穢等級，并對所得高光譜圖像進行處理得到污穢在傘裙表面的分布位置和范圍，最終實現傘裙表面污穢分布的可視化非接觸檢測，操作便捷，絕緣子的傘群污穢等級較高時，在一定濕度條件下閃絡電壓將低，適用于現場帶電檢測，為有目標和針對性的清掃絕緣子提供基礎，滿足我國輸電線路絕緣子檢測的需求。

技術領域

本發明涉及輸變電設備運行狀態檢修領域，尤其是一種基于圖譜特征的絕緣子表面污穢等級可視化檢測方法。

背景技術

絕緣子污穢閃絡是威脅輸變電安全的重要因素。在一定濕度條件下，絕緣子上表面污穢吸潮形成水膜后其閃絡電壓大大下降。因此電力系統相關人員需要及時了解絕緣子表面污穢等級，以便于制定具有針對性的清掃方案，保障供電安全的同時節省人力物力。

目前，絕緣子污穢等級檢測主要通過定期抽檢絕緣子表面污穢的鹽密和灰密，此方法需要在實驗室條件下進行清洗、烘干稱量等操作，該方法操作繁瑣、檢測過程耗時較長且局限于整體測量，且無法反應污穢在絕緣子表面的不均勻分布。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種基于圖譜特征的絕緣子表面污穢等級可視化檢測方法解決了在線檢測輸電線路中的絕緣子的表面污穢等級及其分布情況不易測量的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種基于圖譜特征的絕緣子表面污穢等級可視化檢測方法，包括以下步驟：

S1、獲取絕緣子的高光譜圖像并進行預處理；

S2、根據預處理后的絕緣子高光譜圖像建立污穢等級識別模型；

S3、在未知污穢等級的絕緣子高光譜圖像上提取傘裙區域像素點的高光譜譜線，通過污穢等級識別模型對高光譜譜線進行識別，判定每個像素點的污穢等級；

S4、對積污絕緣子圖像進行圖像增強處理，獲得傘裙表面污穢的位置和分布范圍；

S5、將傘裙表面像素點的污穢等級與污穢位置和分布范圍對應，獲得污穢在傘裙表面的可視化分布圖像。

進一步地：所述步驟S1中預處理包括黑白矯正、多元散射矯正和平滑/變換處理。

進一步地：所述黑白矯正的具體公式為：

上式中，R為矯正后的反射光譜圖像，R₀為樣本原始的反射光譜圖像，D為標準黑板的反射圖像，W為標準白板的反射圖像。

進一步地：所述多元散射矯正的具體步驟為：

A、計算所有樣品的平均光譜，計算公式為：

上式中，A_i,j為i×j維光譜數據矩陣，i＝1,2,…n，j＝1,2,…p，n為樣品數，p為光譜采集所用的波長點數，為i×j維光譜數據矩陣的平均光譜；

B、將樣品光譜與平均光譜進行一元線性回歸，線性回歸方程為：

上式中，A_i為樣品i的光譜，m_i和b_i分別為各樣品光譜A_i與平均光譜進行一元線性回歸后得到的相對偏移系數和平移量；

C、計算多元散射矯正后的光譜，計算公式為：

上式中，A_i(MSC)為多元散射矯正后的光譜。